氣象與城市火災

火災是城市安全的重大威脅。在人類歷史上，多次發生特大火災造成嚴重傷亡，甚至使整個城市毀滅的慘劇。

火災的發生需要同時具備火源、可燃物和助燃劑(主要是氧氣)三個條件，氧氣在空氣中自然存在，可燃物在所有可能發生火災的地點都是客觀存在的。在絕大多數情況下，火災是否發生，主要取決於是否具備使可燃物能夠達到燃點溫度的火源。自然火源包括雷電起火和有機物發酵自燃起火，在城市裡不多見。絕大多數火災的火源來自人為不慎引燃或有意縱火，因此通常把火災列為人為災害的一種。但國內外火災的發生都存在一定的季節性，並且火災的蔓延與熄滅往往都與氣象條件的變化密切相關。因此，無論是防火還是滅火，都需要研究火險氣象條件和利用有利於撲滅火災的氣象條件。

基本介紹

• 中文名：氣象與城市火災
• 外文名：Weather and City Fire
• 火災：具備火源、可燃物和助燃劑
• 關係1：氣溫高可加速可燃物的水分蒸發
• 關係2：風有助於火情蔓延
• 關係3：自然條件下雷擊是主要的起火原因

簡介

火災是城市安全的重大威脅。在人類歷史上，多次發生特大火災造成嚴重傷亡，甚至使整個城市毀滅的慘劇。

舉例

從古代直到工業本命初期，中外城市的房屋大多是木質建築，消防設施很不完善，一旦起火極易蔓延。如1666年9月的英國倫敦的大火燒了4天，燒毀了當時歐洲最大城市倫敦1/6的建築物，包括87座教堂和1.3萬間民房。1971年10月美國芝加哥大火延續30個小時，使全市的213夷為平地，死亡數千人，並使12.5萬人無家可歸。當時的倫敦和芝加哥市內都是以木屋為主，連線各建築物的街道都用木柵欄圍起，居民以劈柴為生活燃料，火災隱患極大。1923年9月1日在日本發生的關東大地震中，東京85%、橫濱96%的房屋被夷平，其中地震崩裂25.3萬所，火燒44.7萬所，海浪卷沒的只有868所。地震中共死亡和失蹤14.2萬人，東京占到一半，其中60%死於大火。由於當時日本以木屋為主，震後引發火災燒死的人數要遠遠多於房屋倒塌所砸死的。1938年10月中國的長沙大火是由於執行蔣介石焦土抗戰的指示，日軍尚在數百里外，長沙駐軍就驚慌失措於深夜縱火，大火連燒4北全城基本焚毀，燒毀房屋5萬餘間，燒死居民2萬餘人，財產損失無數。與花園口黃河堤壩人為決口如出一轍，如能事先通知和組織居民及時轉移，這樣的慘劇本來是完全可以避免的。

危害與影響

現代城市絕大多數是磚石與混凝土建築，燃料動力以石油、天然氣與電力為主，城市的供水系統與消防系統比較完善，一般不會再發生火燒連營蔓延全城的大火。但是，現代城市建築與設施也帶來了許多新的火災隱患與風險因素。

首先，現代城市的大量高層建築內形成了煙囪效應，使底層火勢極易向上蔓延，煙氣容易上升。起火後電子和樓梯都成為脆弱環節和危險地段，使高層的人群逃生的困難加大。

其次，現代城市大量使用塑膠與有機化學裝修材料，一旦起火產生大量有毒煙氣。火災中死亡的多數不是直接燒死的，而是被煙塵窒息或中毒造成的。

第三，現代城市的生命線系統中的電纜一旦漏電，再遇到燃氣管道泄漏有可能釀成大火，至使整條街道爆炸。

第四，現代城市有大量地下空間和設施，一旦著火，撲救和逃生的難度要比地上建築更大。

第五，工業城市和大城市的工業區，特別是化工與能源企業集中地區，火災的隱患更多，一旦發生火災，規模和損失都更大。

第六，快速城市化的進程中，有大址農民涌人城市，集中居住在城鄉結合部未經改造的城中村，街巷狹窄，缺乏消防通道農民工居住的簡易房多為木質與油氈材料，亂接電線和超負荷使用電器十分普遍，火災隱患極大加上基礎設施很不完善，消防設施尤其不足，住戶之間缺乏組織與聯繫，是城市火災的高風險區。

火災發生與氣象條件的關係

火災的發生需要同時具備火源、可燃物和助燃劑(主要是氧氣)三個條件，氧氣在空氣中自然存在，可燃物在所有可能發生火災的地點都是客觀存在的。在絕大多數情況下，火災是否發生，主要取決於是否具備使可燃物能夠達到燃點溫度的火源。自然火源包括雷電起火和有機物發酵自燃起火，在城市裡不多見。絕大多數火災的火源來自人為不慎引燃或有意縱火，因此通常把火災列為人為災害的一種。但國內外火災的發生都存在一定的季節性，並且火災的蔓延與熄滅往往都與氣象條件的變化密切相關。因此，無論是防火還是滅火，都需要研究火險氣象條件和利用有利於撲滅火災的氣象條件。

風對火災的影響

風是影響火災極重要的因素，不但可以給著火點輸送氧氣助燃，而且可以把已燃燒物體刮到其他可燃物所在範圍，使火災迅速蔓延和擴大。大風還加速了可燃物體的水分蒸發，使之更易被點燃。1666年9月2日發生在倫敦的大火，起初只是一間麵包房的不慎失火，是不難撲滅的。由於一陣大風把著火的木屑吹過幾條全是木屋的狹窄街道，然後又進入泰晤士河北岸的一些倉庫，火勢變得一發不可收拾，一直燒了4天，使全城遭殃。

火源剛開始形成，陣風或使用吹風機有可能使可燃物突然降溫或與空氣暫時隔離而達到滅火，但絕大多數城市火災在被發現時都已錯過了煽風撲滅的最佳時機。火勢較大時火場熱空氣的上升氣流能衝破近地逆溫層，周圍的氣流沿地面補充，形成火場與周圍的局地環流，風會隨著火勢越刮越大，以至難以撲滅。這時只能採取遏制火災蔓延的辦法，即清除火場附近的可燃物，待火場範圍內的可燃物燃燒完而自然熄滅。

所以，在發生火災時，要重點防範火場下風向的火災蔓延，主要是及時清除可燃物和防止火場的餘燼被吹到下風向地帶。火災中逃生要盡址往上風向轉移。

濕度對火災的影響

北京城市氣候與火災關係的研究表明，濕度與火警發生率的相關最為顯著。通常在空氣濕度大的情況下，可燃物的含水量也比較大。由於加熱時水分蒸發要消耗大量的熱址，使得潮濕的可燃物溫度不易很快上升到燃點。而在乾燥的天氣下，可燃物中的水分會很快蒸發，極易燃燒。

根據北京市1996-2004年的統計，11月至次年2月是火災的多發期，四個月的火災次數占全年45%以上。這是由於冬季是北方的旱季，少雪多風，空氣乾燥，加上取暖供熱，火災隱患也要比其他季節更多。東北林區的城鎮由於冬季積雪很厚，火災風險反而不大。到春季融雪升溫後，空氣乾燥，地面積累了大量的枯枝落葉，又常刮西南大風，是全年中火災發生最頻繁的季節。在地中海夏乾氣候類型地區，火災以夏季發生最為頻繁。我國的華南和西南則以秋冬的火災較為頻繁。

氣溫對火災的影響

溫度對火災的發生也有一定影響。氣溫高可加速可燃物的水分蒸發，一旦有火源，可以更快地達到燃點而起火。對於燃點較低的汽油、苯、松節油等可燃物和硝酸銨等助燃物，二定要在低溫下保存，避免受熱。在高溫天氣下，城郊的垃圾場和秸稈糞便堆肥容易迅速發酵而發生自燃，要注意監測並避免在其附近堆放其他可燃物。高溫還常常加劇了城市的乾旱缺水，如1988年7月上海持續伏旱高溫，在半個月裡就發生的火災24起，火警98起。

降水對火災的影響

降水可增加可燃物的水分含量和加大空氣濕度，顯著抑制火勢。撲滅大範圍火災要充分利用降水的有利天氣。1871年10月發生在美國芝加哥的大火連續燒了30個小時，已使2/3的城區成為廢坡，幸好突降傾盆大雨將大火澆滅，才沒有繼續蔓延。

雷擊與火災

自然條件下雷擊是最主要的起火原因。一次閃電大約可釋放20～25庫侖的電量，每次放電的電流平均達2.5～4.5萬安培，大的雷暴荏至可達20萬安培，電壓高達數百萬伏特，瞬間溫度5萬K,閃電通道中的空氣可加熱到1萬K以上，被雷擊的可燃物極易起火。

大氣環流與火災

火災在世界上具有群發的特點。1871年與美國芝加哥的大火同時，附近的一些城鎮，威斯康星州、內布拉斯加州、密執安州、堪薩斯州、印第安納州等其他各州地的森林和大草原也著了火。1987年與我國大興安嶺的特大森林火災同時，在西班牙、前蘇聯、美國和加拿大的北半球緯度相近地區也發生了多起森林大火，有的火災還逼近了附近的城市，使城市上空煙霧瀰漫，空氣灼熱傷人。顯然這與大氣環流的異常相關。

高層建築的煙囪效應

現代城市興建了大量的高層建築，其中的樓梯、電梯和天並上下貫通類似煙囪。底層著火時煙氣上升拔火，使火勢迅速蔓延到上部。2008年1月2日烏魯木齊市12層高大德匯商廈起火併殃及相鄰的20層徳匯大酒店，煙囪效應使大火迅速蔓延到樓頂。儘管調集了全市大部分消防車，但最高的雲梯也只有54米，高壓水龍無法到達頂部，兩座高樓被燒剩框架。搶救過程中有3名消防官兵犧牲，兩名員工失蹤，經濟損失不下數億元。