地表火是沿林地表面扩展蔓延、烧毁地被物的森林火灾类型,根据蔓延速度可分为急进地表火和稳进地表火两种类型。其燃烧始于地表植被、近地面根系及幼树等部位,主要危害对象包括地被物、灌木、幼林及树木干基部位。燃烧强度受可燃物特性、风力条件和地形坡度三重因素影响,在工程热物理及动力工程学科领域形成了连续点燃数学模型等研究体系。
定义与分类
地表火在森林防火体系中属于基础火灾类型,与树冠火、地下火构成三级分类框架。其定义为沿林地表面水平蔓延并烧毁地被物的火种,燃烧层高度通常在1.5米以下。
基于燃烧烈度和蔓延速度差异,可分为:
燃烧特征
燃烧过程始于枯枝落叶层或低矮灌木丛,通过辐射传热与对流加热激活邻近可燃物。火线推进呈现显著的地形依赖性:在上坡方向因预热效应加速传播,坡度每增加10度蔓延速率提升1倍;下坡方向受燃烧产物堆积抑制而减速。
可燃物含水率对燃烧强度具有阈值效应,当含水率低于阈值时火势明显增强。针叶林区因地被物富含树脂类物质,更易形成高强度地表火。
研究历史
1946年W.R.丰斯建立连续点燃数学模型,首次量化描述地表火蔓延机制。1972年R.C.罗瑟梅尔开发的半物理模型成为美国国家火险等级系统核心算法。20世纪90年代加拿大林火预测系统(CFFDRS)引入可燃物类型矩阵,实现地表火行为的多参数预测。
影响因素
可燃物特性:
气象条件:
地形效应:
危害与防治
典型危害包括:
防治体系采用三级响应策略: