????编者按:当闪电撕裂长空,惊雷响彻山野,大自然的磅礴之力有时会化作一场“天火”——雷击火。这种由雷电引燃的森林火灾,因其突发性强、隐蔽性高、扑救难度大,被称为“森林隐形杀手”,其防控紧迫性日益凸显。本期《科普看台》聚焦雷击火,系统解析其形成机制与独特的“滞后点火”现象,深入剖析气候变化带来的新挑战,并展示气象科技如何赋能监测预警、助力精准防控,为筑牢国家生态安全屏障提供坚实支撑。
????专家顾问:
????中国气象局公共气象服务中心正高级工程师 杨晓丹
????国家卫星气象中心(国家空间天气监测预警中心)研究员 陈洁
????湖北省防雷中心高级工程师 柴健
“光打雷不下雨”:干雷暴如何点燃森林草原?
????民间有句谚语说“光打雷不下雨”,在气象学中,这种现象被称为干雷暴。顾名思义,干雷暴就是我们能听到雷声、看到闪电,却感受不到明显降水的天气现象。要理解森林草原火灾中的“雷击火”,首先得读懂干雷暴。
????干雷暴:点火者
????一个完整的雷暴生命周期,通常要经历积云、成熟和消散阶段。
????在普通雷暴中,积云阶段强烈的上升气流将水汽输送到高空,形成巨大的积雨云。进入成熟阶段后,云中凝结的小水滴不断合并增长,最终在重力作用下形成降水。同时,冰晶与霰粒在碰撞过程中发生电荷分离,较轻的正电荷冰晶被上升气流带至云顶,较重的负电荷霰粒聚集在云体中下部,使云内形成上正下负的强电场。当电场强度足够击穿空气时,便产生云内或云地间的放电现象,也就是闪电;闪电瞬间加热空气引发剧烈膨胀,进而产生隆隆雷声,带来“雷声大,雨点也大”的天气,充足的地面降水如同天然灭火剂,既能湿润地表可燃物,也能通过蒸发消耗闪电释放的热量,从而有效抑制火源的形成。
????干雷暴形成时,由于近地面空气温度高、湿度低,即使其发展到成熟阶段,云中产生的降水在穿越云底至地面之间深厚的干空气层时,因强烈蒸发,最终没有降水或只有少量降水到达地面。
????正是这种“有雷无雨”的特性,使干雷暴成为雷击火的直接导火索。一方面,因缺乏有效降水,地表可燃物长期干燥,闪电释放的巨大能量可直接引燃枯枝落叶,显著提高起火概率;另一方面,干雷暴生命周期短、消散迅速,给气象监测和火灾预警带来极大挑战。

制图:黄琬婷
????阴燃:潜伏之火
????雷击火在发生初期多呈阴燃状态。阴燃是一种在雷击后延迟显现的燃烧现象。它表现为无焰、低温、缓慢燃烧,主要在地下腐殖质层、枯枝落叶层中持续蔓延。由于燃烧过程缺乏明火,地面温度几乎无明显异常,这使得阴燃极为隐蔽,难以被卫星遥感或地面巡护人员及时发现。
????中国气象局公共气象服务中心正高级工程师杨晓丹介绍,阴燃的发生与持续,高度依赖于区域植被覆盖和气象条件。以北半球中高纬地区的原始森林为例,这里人烟稀少,地表常年累积厚厚的枯枝落叶层,如同一层干燥的“棉被”。由于林内光照不足,这层枯落物长期处于阴干状态,加之内部通风条件差、氧气供应有限,一旦干雷暴产生闪电并引燃地表,就极易在腐殖质层中启动阴燃过程。
????阴燃还具有极强的“续航能力”,持续时间从数小时到数月不等。而一旦气象条件发生变化,阴燃便会迅速转化为明火,演变为灾难性的森林火灾。
????湖北省防雷中心高级工程师柴健解释道,升温、干燥和增风都能成为阴燃的“助燃剂”。当地表温度持续升高时,枯落物和腐殖质中的水分加速蒸发,可燃物湿度不断下降,一旦达到燃点,阴燃区的火势便会逐渐增强,最终突破地表形成明火。同时,空气湿度显著降低会进一步使表层可燃物干燥,降低阴燃转为明火所需的能量阈值,使燃烧转变更为迅速;当阴燃向地表方向蔓延、接近氧气供应更充足的区域时,适当的风速能够增强空气对流,加速氧气向燃烧区的输送,从而显著提高燃烧强度。
????此外,地形条件会进一步放大火灾风险。在陡峭的山坡上,阴燃虽然整体蔓延速度较慢,但会沿坡面向四周扩展,形成大面积的地下火网。此时,即便只是轻微的增温或阵风,也可能导致整片区域的地下阴燃转为地表明火,造成火灾迅速扩大。
????警惕“雨后松懈”
????与人为火灾相比,雷击火的扑救难度要大得多。雷击火通常藏于人迹罕至的原始林区,以阴燃形式潜伏,等到发现时,往往已成燎原之势。
????杨晓丹指出,在防火工作中,存在一个需要高度警惕的认知误区——“雨后松懈”。雨后是否安全,要根据地域和具体情况来看。在江南、华南等降水充沛的地区,单次降水强度较大,地表枯落物和腐殖质往往达到“喝饱水”的状态,火险因此会降低。但在北方中高纬度地区,降雨常以小雨或毛毛雨为主,雨量有限、持续时间短。若毛毛雨过后紧接着出现高温天气,地表水分会迅速蒸发,不仅未能消除火险,反而会因表层湿润使人放松警惕,为“潜伏”的阴燃留下可乘之机。(胡竞文)
气候在变,雷击火也在“变”
????一道闪电落入林海,便可能引燃一场火灾。这样的场景,在北半球中高纬度地区并不罕见。但在全球气候变化的背景下,雷击火——这类原本具有明显地域性、季节性的自然现象,正在发生一系列变化。
????有研究称,近10年数据显示,气温每升高1℃,雷击火发生的概率增加12%。气候变暖不仅使“干雷暴”(即伴随雷电但降水极少或无降水的雷暴)频率上升31%,还使可燃物干燥速率加快约40%,部分强雷暴单体每小时闪电次数突破5000次。
????气候变化如何“火上浇油”?
????“极端强对流天气是干雷暴产生的关键条件,进而可能增加雷击火的发生概率。”中国气象局公共气象服务中心正高级工程师杨晓丹解释道,在全球变暖背景下,地表受热增强,大气更易产生剧烈上升运动,导致强对流天气频发,雷电活动随之加剧。与此同时,部分地区高温干旱事件增多,水汽供应不足,进一步为雷击火创造了“点火即燃”的环境。
????如果说雷电决定“能不能点着”,那么积雪和植被状态则决定“点着之后会不会烧起来”。
????在中高纬度地区,积雪曾长期扮演“抑制器”的角色。冬季漫长的积雪覆盖,将枯枝落叶等可燃物封存在雪下,即便有雷电,也难以直接引燃。但随着气候变暖,这一过程也在发生明显变化。
????“由于气温升高,现在初雪时间推迟、融雪时间提前,积雪期明显缩短。”杨晓丹说,这意味着可燃物更早暴露在空气中,同时春季气温快速上升,使可燃物含水量迅速下降,易燃性显著增加。
????此外,植被类型的作用也在放大雷击火风险。杨晓丹指出,中高纬度林区以偃松、落叶松等松树为主,这类树种油脂含量相对较高、含水量低,本身就更容易燃烧,在干燥条件下会变成类似干柴的状态,一旦出现雷击很容易被点燃。在气候变暖背景下,这种“易燃特性”更容易被激发。
????变广的足迹变长的“火季”
????通常来说,雷击火主要发生在北半球中高纬度地区,如美国阿拉斯加、加拿大大部分地区和俄罗斯西伯利亚地区,以及我国大兴安岭、新疆阿勒泰地区。杨晓丹特别提到,在我国,四川凉山、云南高黎贡山等南方高海拔地区也会出现雷击火,但由于雨季时间长,植被以阔叶林、竹林等含水量较高的植物为主,可燃物湿度大,因此雷击火并不密集。
????“过去,雷击火基本分布于典型高纬林区;如今,一些非传统区域也开始频繁出现雷击火。”她表示,常年冰雪覆盖的极地边缘地带,夏季气温已多次突破30℃,积雪大范围消融后,裸露的可燃物逐渐干燥,森林火灾随之而来;在美国加州,雷击火数量显著上升;在我国,山西等华北地区近年也接连报告雷击火事件。种种迹象表明,雷击火的地理分布正不断向更广阔区域扩展。
????与此同时,雷击火的火险期也在显著拉长。过去,雷击火多集中在5月至9月,这一时期气温高、强对流活跃,是雷击火典型高发期。但在气候变暖背景下,这一“时间窗口”正在向两头延长。
????“现在已经不是单纯的夏季问题了,积雪期缩短和升温提前,使春季更早具备干燥和对流条件,秋季降温推迟,因此火险持续时间延长。”杨晓丹指出,当前气象部门对我国北方林区雷击火的关注时段是4月中下旬至10月,从4月起就会做好服务准备。
????值得注意的是,雷击火的影响范围变大、强度增强,这并非只是气候变化的结果,它本身也会对区域气候产生反馈效应。森林燃烧过程中释放的大量热量和能量会返回并加热大气,增强局地空气的上升运动,进而影响对流活动的发展。大面积火灾还会改变地表性质,影响区域生态系统。在高纬度地区,持续火灾可能对冻土产生影响。
????“气候变暖与雷击火之间是一个相互作用的过程。”杨晓丹说。(闫辰宇)

北京东坨山森林?图/黄琬婷
气象科技如何助力雷击火防控?
????春日林海返青,万物萌发,也进入雷电活动频繁的时段。一道闪电,可能在无人察觉处点燃隐火;一次延迟燃烧,可能在数日后演变为蔓延山林的火灾。相较人为火源,雷击火更具突发性、隐蔽性和滞后性,长期以来都是森林草原防灭火中的难点与薄弱环节。
????在全球变暖背景下,极端强对流天气趋于增多,雷击火风险持续攀升,其在火灾成因中的占比不断提高。围绕这一变化,我国气象部门以科技创新为牵引,精准构建雷击火全链条防御体系。
????依托卫星遥感与地面观测站网,中国气象局公共气象服务中心(以下简称“公服中心”)构建多源融合雷击火综合监测数据集,将气象要素、雷电监测与火险实况进行集成分析,形成可供全国气象部门使用的1公里分辨率网格化产品,实现对温度、湿度、风速、降水等关键要素以及火险、干旱的精细刻画,使闪电落点与潜在起火风险具备了可量化、可追踪的基础。
????国家卫星气象中心(国家空间天气监测预警中心)(以下简称“卫星中心”)研究员陈洁介绍,针对雷击火早期“弱火、阴燃、发展慢”的特征,以及单一观测手段难以及时捕捉雷击火等不足,卫星中心持续提高风云气象卫星协同观测能力,依托风云四号?C星高空间分辨率、高观测频次和高时效等优势,提升火点监测灵敏度;通过研发基于多源卫星的卫星遥感雷击火监测识别技术,使“隐火”得以及早进入监测视野,从源头上提升火险火情发现能力。
????在“看得见”的基础上,更关键的是“判得准”。
????公服中心融合气象要素、雷电潜势与闪电定位、地形地貌及森林火险指数等多源数据,构建雷击火气象风险预报体系,并针对重点林区开展精细化技术攻关。比如,聚焦大兴安岭等典型高火险林区研发的1公里分辨率雷击火气象风险概率模型融合了环境条件与引燃危险性预测,于2025年雷击火高发期在黑龙江、内蒙古等地试用中,对呼玛、漠河等区域的火灾趋势预判取得良好效果。
????预警落地,关键在于打通“最后一公里”。
????依托国家突发事件预警信息发布系统,气象部门构建起覆盖国省市县的四级联动机制,并与各级应急指挥系统联动,打通电视、短信、应急广播、户外大屏等多元渠道,形成多层级、立体化的信息传播网络。“针对大兴安岭等高火险区与偏远山区,公服中心推行差异化、靶向化预警服务,今年已正式业务化运行雷击火气象风险预报产品。”杨晓丹表示,通过精准靶向发布、“闪信”强制提醒等,预警信息从“大水漫灌”向“精准滴灌”转变,确保预警信息直达乡镇、社区应急责任人和网格员。
????此外,多地气象部门与应急管理、林业和草原等部门持续深化协同机制,联合开展火险研判、人工影响天气作业、火场气象保障和灾损评估,推动数据共享与业务协同,整体防控效能持续提升。科研层面,湖北省防雷中心的科研成果“雷击松针引燃影响因素的试验研究”论文在火灾领域国际权威期刊发表,为雷击火防范应对提供重要科技支撑。
????在世界气象日、全国防灾减灾日等关键节点,各地气象部门持续开展科普宣传,将防火避险知识送入林区、社区和校园,推动形成部门协同、上下联动、公众参与的群防群控格局。(张嘉赫 柴健)
(责任编辑:何长剑)