山火监测 从高空到地面

常言道，水火无情。森林大火是自然界的重大灾难之一。刚迈入2025年，美国加利福尼亚州南部地区突发山火。这场山火在大风的助推下迅速蔓延。该州主要城市洛杉矶成为重灾区，灾害损失超乎想象。近些年，随着全球气候变化，世界各地山火频发。如果对山林火险缺乏严密监测与有效控制，就无法阻止其蔓延。那么，我国在森林草原火险监测与服务保障方面都采取了哪些现代化措施与手段呢？

闪电定位仪追踪雷电

电闪雷鸣是对流层大气的一种放电现象，源于雷雨云放电产生的火花与声响。其中，云与云之间的放电为云闪，云与地之间的放电为地闪。当天空瞬间向大地传输大量高能电流，往往会造成雷击起火、电力通信设施损毁以及人员伤亡。人迹罕至的原始森林中发生的火灾大多与雷击有关。森林一旦因雷击起火，往往导致火势迅速蔓延，且难以及时扑救。有什么办法能捕捉闪电辐射呢？

答案就是闪电定位仪。闪电定位仪是探测闪电发生强度、方向、频率的设备，能够利用闪电发生时释放的能量所伴随的声光与电磁辐射，通过传感器之间的多点测量、交叉定位等手段，精确计算雷电发生的时间、位置、强度、极性以及放电波形，用来捕捉电离通道与落地区域。

1992年，我国成功研制出国内首台单站闪电定位仪。此后，该设备便广泛应用于航空航天、电力传输、通信设施、易燃易爆场所以及军事设施等需要进行气象监测的领域。

为预防森林火灾，方便人们及时发现引发森林火灾的雷击事件和雷击附近输电线路受损情况，我国各大林区关键点位与高敏感地区均布设有闪电定位仪。该举措远比让护林员站在高塔上通过人工瞭望方式监测火情靠谱得多，也及时得多。通过长期数据积累，相关部门还可以掌握雷电频发区域与敏感时段，有针对性地开展灾前预防与事后扑救。

森林监测站智能预警

原始森林环境复杂，林下累积了大量枯枝败叶，且部分树木富含油脂及其他挥发性易燃物。这些可燃物在林间相互连通、四处铺展，为山火成灾提供了物质基础。此外，持续高温干旱也是诱发森林大火不可忽视的重要因素之一。

为此，人们在森林中竖起了火险监测站。所谓森林火险监测站，是集成微气象传感器、可燃物含水率传感器、高清摄像头、红外传感器的自动气象站，可实时监测空气温湿度、风向风速、环境降水、光照强度、大气压力以及凋落物含水率、地表温湿度、土壤含水率、多光谱物候等森林草原多维环境因子。

通过物联网、云计算以及北斗卫星短报文数据通信等方式，森林火险监测站可以将气象要素、植被湿度、土壤湿度以及可燃物信息实时传输给有关部门，用于精准评估火险等级、提高火灾预测水平和预警效能、优化防火资源分配。

森林火险监测站具有高精度监测、全天候运行、智能化预警、远程监控等优点，森林火灾防护部门可以根据监测数值在干燥天气及时清理林下可燃物、在大风天气通过登高瞭望等方式加强对火源的监控，必要时开辟防火通道，隔绝各大森工与林业片区。

遥感卫星鸟瞰火情

火灾发生的具体位置或区域被称为起火点，对评判山火的起因与发展具有决定性作用。由于聚光效应，一块铁皮、一个玻璃瓶都有可能在高温、强光下引发物体自燃、爆燃，烧荒整地、祭祀烧纸、野炊篝火、泥炭蓄热、矿渣堆积、管网泄露、电缆断裂等也会造成人为或意外失火。令人意想不到的是，遥感卫星在监测山火发生与蔓延等方面同样大有可为。

遥感卫星被广泛用于探测气溶胶、海冰、凌汛、干旱、沙尘暴、台风、植被变化等领域。它们高悬在太空，搭载着各种气象遥感仪器，接收和测量地球及其大气层的可见光、红外以及微波辐射，并将它们转换成电信号传送到地面站，地面站则将卫星电信号复原成各式各样的影像视频与红外云图，用以描绘天气以及森林、草原、农田、海洋等的变化趋势。

遥感卫星如何监测火灾呢？以人们熟悉的风云系列卫星为例。无论任何一个地方起火，都会造成地表温度骤然上升。作为现代化的“绘图仪”，卫星云图能及时捕捉起火点附近迅速增加的电磁波辐射与骤然升高的气温，并将它们直观地反映在图片与视频之中。由于起火点与周边未起火区域存在巨大反差，预报员可以通过卫星定位及时锁定起火点。如果火势进一步蔓延，卫星云图的图像、视频也会同步发生变化，图像上深浅不一的颜色与大小不等的面积能够直观反映火灾的剧烈程度与过火面积。

捕风卫星又能起到什么样的作用？捕风卫星最初用于捕捉、标定台风路径与海浪潮汐等海面风场信息，以提高对我国东南沿海灾害性天气的预测及预警能力。此外，捕风卫星通过解码与反演可广泛应用在监测冰川和积雪厚度、土壤湿度等生态领域。其中，捕风卫星的L波段具有良好的大气穿透性，可实现对火场风力、风向以及地表干湿程度等信息的实时探测与追踪，方便人们及时了解火势发展和蔓延趋势，为评估火灾损失与组织救援提供决策参考。

我国是全球少数同时拥有极轨卫星、静止卫星的国家之一，遥感卫星与捕风卫星等天基监测设施如同一双双“千里眼”帮助有关部门监测火情。无论多偏远、多么人迹罕至的地区发生的火情，相关部门都会第一时间获得信息，迅速动员人力物力、提前安排部署指挥，“打早、打小、打了”，将山火消灭在萌芽之中。

天气测风雷达感知风雨

大风等高火险天气是林火持续蔓延的必要条件，稍有不慎便会导致星火燎原。在狂风乱流的干扰下，森林火灾往往由“一条线”迅速蔓延成“一大片”。美国媒体指出，超强的“圣安娜风”是本次北美山火频繁肆虐、四处蔓延的重要原因之一，短时间内便使得加州火烧连营。

在深入火场一线的现场指挥中向来少不了雷达的实时跟踪与及时预警，雷达在监测火场短时风雨变化与火势瞬间发展蔓延方面有着不可替代的作用，堪称监测火情的“顺风耳”。

如果说，“高大上”的遥感与捕风卫星是羽扇纶巾、稳坐中军帐的军师，优势在于掌握全面信息；那么，“小快灵”的天气与测风雷达就是冲锋陷阵、深入战场的先锋，特点为现场采集、重点突破；唯有点面结合，才能确保林火预警和救援及时高效。

作为主动式微波大气遥感设备，天气雷达由定向天线、发射机、接收机、天线控制器、照相显示装置以及计算机图像处理设施等组成，广泛应用于测雹、测雨、测云、测风等中小尺度天气短时预警领域。其探测能力与工作波长密切相关：S波段主要用来探测暴雨和冰雹等灾害性天气，X与C波段适合捕捉阴晴不定的降水过程，K波段则适合探测空中的云。

多普勒雷达多用于探测晴空大气湍流、大气静稳以及风力等级的垂直分布，可进行降水探测、湍流监测、风切变捕捉以及方位距离测定，在应对突发性、转折性、灾害性天气过程中具有突出作用。

新型X波段双偏振有源相控阵天气雷达的时间分辨率为1分钟，空间分辨率达30米，目前广泛应用于森林生态资源普查与火情实时监控等诸多领域。

测风雷达虽远不如天气雷达先进，但在研判火势发展方向与大小等方面优势明显。其结构非常简单，通过跟踪悬挂在探空气球的反射靶与应答器，利用气球在单位时间内的位移计算出不同大气层的水平风向、风速、气压与温湿度，便能第一时间掌握现场情况。

应急指挥车现场救援

在春秋两季的森林草原防火期，空天一体化的监测与气象服务必不可少。在火灾发生现场，集成气象监测预警、预报服务分析以及人工增雨扑火的科技支撑与服务保障同样至关重要。

每逢重大灾害来临，气象应急指挥车会在第一时间赶赴现场，解决综合监测与预警会商关键问题。应急指挥车配备车载自动气象监测站，能够在现场开展气温、气压、湿度、风向、风速、降水六个基本气象要素的观测，并可根据现场情况适时增加雷击、电场、火灾等相关生态环境专项探测内容。

更为重要的是，指挥车能够通过无线通信设施调用气象、森工、环保、林业等部门的监测数据，并将火灾现场图片、视频以及监测数据及时上传，反馈给指挥部和救援队伍，协助有关部门开展数据交换与信息交流。

气象应急指挥车可谓“麻雀虽小，五脏俱全”，兼具了气象站综合监测与气象台预报预警双重职能，媲美国家级气象台站。通过车载视频会议系统，工作人员可与中央、省、市、县四级气象台开展天气会商，为火灾现场指挥部提供第一手的气候背景分析、气象条件预估、火灾形势预测以及实时滚动的天气预报与灾害预警信息。火灾现场总指挥甚至可以借助其通信系统与数据中枢，靠前指挥，安排部署各项扑火事宜。

【责任编辑】赵 菲