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中國林科院森環(huán)森保所森林和草原火災(zāi)防控創(chuàng)新研究室長期從事森林火災(zāi)發(fā)生機(jī)理、火行為、火災(zāi)預(yù)警和防控等方面研究，依托國家林草局“森林雷擊火防控”應(yīng)急科技揭榜掛帥項(xiàng)目，為國家林草局、應(yīng)急管理部、北京市應(yīng)急局、大興安嶺等提供火險(xiǎn)預(yù)警和預(yù)報(bào)服務(wù)，研究成果在黑龍江、內(nèi)蒙古、云南、四川、新疆、青海、河北塞罕壩等地推廣應(yīng)用，對火情的早預(yù)警、早發(fā)現(xiàn)、早處置發(fā)揮了關(guān)鍵作用。 近日，這個(gè)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)榮獲中央和國家機(jī)關(guān)“五一勞動(dòng)獎(jiǎng)狀”。 解決雷擊火監(jiān)測預(yù)警技術(shù)難題 雷擊火多發(fā)生在偏遠(yuǎn)山區(qū)，項(xiàng)目啟動(dòng)后團(tuán)隊(duì)面臨的第一個(gè)難題是建立全覆蓋的雷電探測網(wǎng)和火險(xiǎn)監(jiān)測網(wǎng)，解決交通不便、通信盲區(qū)多、電源、野外安裝施工等諸多難題。 2021年，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)歷時(shí)260多天，行程上萬公里，頂風(fēng)冒雪，風(fēng)餐露宿，踏遍了大興安嶺的山山嶺嶺。最終，團(tuán)隊(duì)完成雷電監(jiān)測和火險(xiǎn)監(jiān)測設(shè)備安裝、組網(wǎng)和調(diào)試，為接下來的雷擊火預(yù)警預(yù)報(bào)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 2023年，森林雷擊火防控二期項(xiàng)目啟動(dòng)后，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)投入6個(gè)野外工作組百余人，從正月開始累計(jì)野外工作7個(gè)多月，建成了覆蓋大興安嶺林區(qū)、四川涼山、河北塞罕壩、福建武夷山以及新疆阿爾泰的全國重點(diǎn)林區(qū)雷電監(jiān)測網(wǎng)和火險(xiǎn)監(jiān)測網(wǎng)，覆蓋范圍超過40萬平方公里，填補(bǔ)國內(nèi)空白，整體技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平。“全波形三維雷電探測網(wǎng)、火險(xiǎn)自動(dòng)監(jiān)測網(wǎng)、瞭望塔和地面監(jiān)測網(wǎng)、遙感衛(wèi)星監(jiān)測網(wǎng)”四網(wǎng)融合的雷擊火監(jiān)測預(yù)警體系，實(shí)現(xiàn)了對雷電、氣象、雷擊火等信息的實(shí)時(shí)監(jiān)測和預(yù)警，是國內(nèi)首個(gè)實(shí)現(xiàn)大區(qū)域業(yè)務(wù)化應(yīng)用的雷擊火監(jiān)測預(yù)警體系。 團(tuán)隊(duì)建成了國內(nèi)首個(gè)雷擊火綜合試驗(yàn)基地，在大興安嶺呼中林業(yè)局安裝融合火險(xiǎn)自動(dòng)監(jiān)測站、全波形三維閃電定位儀、大氣電場儀等，為雷擊火綜合研究應(yīng)用示范提供支撐。大氣電場儀首次應(yīng)用于我國雷擊火的監(jiān)測預(yù)警，可提前30分鐘對周邊20公里范圍內(nèi)潛在的雷暴活動(dòng)及雷擊危險(xiǎn)性做出預(yù)報(bào)預(yù)警。目前團(tuán)隊(duì)先后建立云南冷水溝、四川瀘山、河北塞罕壩、北京西山等一系列代表南北方不同氣候、不同植被、不同地形的火險(xiǎn)預(yù)警綜合試驗(yàn)基地，實(shí)現(xiàn)科研、業(yè)務(wù)化應(yīng)用、成果轉(zhuǎn)化、野外試驗(yàn)和科普的融合。 團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新研發(fā)了雷擊火預(yù)警模型體系，首創(chuàng)了單個(gè)閃電和潛伏期預(yù)警技術(shù)，在雷電精準(zhǔn)定位的基礎(chǔ)上，首次實(shí)現(xiàn)單個(gè)閃電風(fēng)險(xiǎn)精準(zhǔn)預(yù)警，揭示雷擊火發(fā)生規(guī)律與氣候變化的響應(yīng)機(jī)制，分析我國大興安嶺、四川、新疆阿爾泰等雷擊火多發(fā)區(qū)雷擊火發(fā)生的雷電、氣象、地形以及時(shí)空特征。預(yù)警風(fēng)險(xiǎn)劃分為高、中、低三級，通過風(fēng)險(xiǎn)分級可有效篩除80%以上的低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域和低風(fēng)險(xiǎn)閃電。根據(jù)模型提供的雷電分布信息、繪制雷電分布圖，可看到單次地閃發(fā)生時(shí)間、落雷坐標(biāo)、電流強(qiáng)度和預(yù)警等級，提醒落雷點(diǎn)就近瞭望塔和所在林場加強(qiáng)雷擊火監(jiān)測和巡護(hù)。 團(tuán)隊(duì)還研發(fā)了國家級雷擊火感知系統(tǒng)，具備全國重點(diǎn)林區(qū)雷擊火預(yù)警能力，在雷擊火預(yù)警和防控工作中成效顯著，獲國家林草局專函表揚(yáng)。系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)雷電、氣象等實(shí)時(shí)協(xié)同感知，雷擊火風(fēng)險(xiǎn)實(shí)時(shí)預(yù)警和短中長期預(yù)報(bào)，雷擊火歷史信息查詢和分析，以及多時(shí)間尺度雷擊火聯(lián)動(dòng)預(yù)警。2022—2023年，系統(tǒng)精準(zhǔn)監(jiān)測到了全國重點(diǎn)林區(qū)全部雷擊火的雷電信息，有效支持雷擊火預(yù)警和防控工作，對火情的早預(yù)警、早發(fā)現(xiàn)、早處置發(fā)揮了關(guān)鍵作用，現(xiàn)已成為林火管理不可缺少的重要技術(shù)手段。 項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)根據(jù)森林火險(xiǎn)和雷電爆發(fā)程度，采用雷電監(jiān)測日報(bào)、小時(shí)報(bào)和實(shí)時(shí)預(yù)警相結(jié)合的方式進(jìn)行預(yù)警監(jiān)測。在雷擊火高發(fā)期，團(tuán)隊(duì)24小時(shí)待命，保證監(jiān)測網(wǎng)和系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，與防火部門保持實(shí)時(shí)連線，為發(fā)現(xiàn)雷擊火提供最精準(zhǔn)的指引，發(fā)現(xiàn)和撲火效率大大提高。 2023年，團(tuán)隊(duì)共為項(xiàng)目示范區(qū)提供雷電監(jiān)測日報(bào)1600余次，提高了雷擊火發(fā)現(xiàn)的效率。項(xiàng)目組連續(xù)發(fā)布26期森林草原火險(xiǎn)預(yù)測周報(bào)，對未來一周全國雷擊火險(xiǎn)趨勢作出預(yù)判。2023年，系統(tǒng)共監(jiān)測到閃電122萬余次，監(jiān)測到大興安嶺共發(fā)生雷擊火64起，全部實(shí)現(xiàn)雷電精準(zhǔn)監(jiān)測，為雷擊火防控作出了突出貢獻(xiàn)，得到了國家林草局和各地防火部門的一致肯定。 團(tuán)隊(duì)積極服務(wù)國家森林草原防火工作，持續(xù)為國家林草局防火司、防火中心提供《森林草原火險(xiǎn)趨勢分析報(bào)告》，除了每周向局防火司、防火中心提交森林草原火險(xiǎn)分析研判周報(bào)外，還針對特殊時(shí)間段、重要時(shí)間節(jié)點(diǎn)、節(jié)假日以及重大會議舉辦期等關(guān)鍵時(shí)期，進(jìn)行森林草原火險(xiǎn)分析預(yù)測。2023年，團(tuán)隊(duì)全年共提供相關(guān)報(bào)告60份，包括火險(xiǎn)周報(bào)52期、特殊時(shí)段火險(xiǎn)分析報(bào)告8份，有力支撐了全國森林草原防火研判和準(zhǔn)備工作。 將新質(zhì)生產(chǎn)力惠及全國各地 針對2023年雷擊火高發(fā)態(tài)勢，項(xiàng)目組向國家林草局防火司提交《內(nèi)蒙古大興安嶺林區(qū)2023年夏季雷擊火分析報(bào)告》，并在國家林草局官網(wǎng)、中國森林草原防滅火網(wǎng)等網(wǎng)站發(fā)表《首席專家舒立福談近期大興安嶺雷擊火形勢》《森林雷擊火，遠(yuǎn)比你想象的可怕！》《森林雷擊火集中爆發(fā)發(fā)現(xiàn)難度大，國內(nèi)首個(gè)雷擊火感知系統(tǒng)在大興安嶺業(yè)務(wù)化運(yùn)行》等報(bào)告和文章，為應(yīng)對雷擊火高發(fā)態(tài)勢、提前預(yù)警作出積極貢獻(xiàn)。 項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)獲得全國林草系統(tǒng)先進(jìn)集體后，國家林草局組織拍攝《捕捉雷擊火的科技創(chuàng)新排頭兵》，對團(tuán)隊(duì)安裝相關(guān)設(shè)備和雷擊引燃試驗(yàn)過程進(jìn)行跟蹤拍攝。團(tuán)隊(duì)成員為應(yīng)急管理部森林草原防滅火業(yè)務(wù)大講堂、國家林草局管理干部學(xué)院、內(nèi)蒙古森工集團(tuán)、新疆維吾爾自治區(qū)林草局、河北塞罕壩機(jī)械林場、呼中林業(yè)局等單位開展培訓(xùn)，培訓(xùn)人數(shù)超過5萬人次。 2023年8月18日，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成員王明玉接受央視采訪，研判今年大興安嶺雷擊火態(tài)勢。2024年1月26日中國林科院授予舒立福帶領(lǐng)的森林和草原火災(zāi)防控創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)“科技成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用先進(jìn)團(tuán)隊(duì)”稱號。2024年3月12日，央視《經(jīng)濟(jì)半小時(shí)》播放專題節(jié)目《新質(zhì)生產(chǎn)力鍛造記：發(fā)布“英雄帖”揭榜解難題》展現(xiàn)了團(tuán)隊(duì)成員開展雷擊火研究和試驗(yàn)的情形，取得了廣泛的社會影響。
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科技攻堅(jiān)，讓森林雷擊火無處遁形——記中國林科院森環(huán)森保所森林和草原火災(zāi)防控創(chuàng)新研究室
雷擊火是一種嚴(yán)重的自然災(zāi)害，其監(jiān)測、預(yù)警和防范是世界性難題。
雷擊火研究團(tuán)隊(duì)通過人工模擬閃電引燃可燃物后合影 （中國林科院森環(huán)森保所雷擊火項(xiàng)目組供圖）
為林火管理提供精準(zhǔn)服務(wù)
來源：中國綠色時(shí)報(bào)
文字：王明玉
編輯：王爽宇
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