【创新系列三】雷达“巡山”测林火　气象护闽送清新

　  人间福地好福气，清新福建“森”呼吸。被称为“八山一水一分田”的福建，森林覆盖率达65.95%，居全国第一。“绿色生态”已然成为“清新福建”的一张亮丽名片，林火防治因此跻身八闽大地的头等大事之列。
　  “大王叫我来巡山，抓住林火小妖精……”这首改编的歌词，唱的是被誉为“千里眼”的龙岩市红尖山新一代天气雷达在监测强对流、台风、暴雨等灾害性天气外，又肩负的一项“新活儿”——探测森林火灾。这“新活儿”得到了国家林业局森林防火指挥部专家们的高度肯定，将福建把天气雷达探测应用于日常林火监测、预警及火灾扑救指挥的举动，赞誉为全国首创。
　  林火探测  气象雷达新创举
　  十年难育一棵树，星火能毁万亩林。火灾是森林最可怕的灾害，它会给森林带来毁灭性的后果。而且森林火灾不只是烧毁成片的森林，伤害林内的动物，而且还降低森林的更新能力，引起土壤的贫瘠和破坏森林涵养水源的作用，甚而导致生态环境失去平衡。
　  打造清新福建，森林防火当先。目前我国森林火灾监测的主要手段是卫星、远程视频监控、辅助高山人工瞭望和地面巡逻检查等，但这些手段均存在不同的局限性，难以及时有效监测到位。
　  “卫星监测每天在每万平方公里的探测只有17次，且每次探测时间不到15分钟。森林火灾发生初期或火线连续长度小于60米的火灾是很难通过卫星监测到的。”龙岩市林业局防火办主任陈光明告诉记者，“远程视频全市累计可监控面积仅占五分之一，且常受到能见度等条件的限制。人工瞭望和地面巡逻检查等其他监测手段，也只能起到很有限的辅助作用。”
　  龙岩市是福建省三大林区之一，全市林业用地面积159.3万公顷、占土地总面积的83.7％，是森林火灾多发区和易发区。据统计资料显示，1995～2010年全市发生森林火灾大大小小数以千计，其中重大森林火灾22起，因扑救森林火灾致死10人，森林火灾的防治形势十分严峻。
　  如何有效监测森林火灾，成为当前福建生态工作的重中之重。
　  新一代多普勒天气雷达发射功率大、接收机灵敏度高，可以探测到很弱的回波。基于此，福建省气象局意识到，如果能准确识别、科学判断雷达探测的森林火灾升腾起来的烟尘的反射回波，再加上6分钟一次的雷达回波产品，无疑对森林火灾监测的优势远远大于卫星等其他手段。
　  想到就立即行动。2011年，福建省气象局就着手在龙岩市开始探索新一代天气雷达自动监测和预警森林火灾技术研究及业务应用，并成功攻克了这一难题。通过新一代多普勒天气雷达实现24小时全天候、全覆盖、全时段连续监测森林火灾，做到判断准确、提早预警、实时跟踪，成为监测、扑救森林火灾的现代化有效手段。
　  林火探测，打开了新一代天气雷达业务应用创新的全新领域。
　  科技创新  小球里有大智慧
　  需求推动科研。福建省气象局科研人员通过统计分析2002年到2013年的龙岩市森林火灾雷达探测个例，总结出森林火灾呈现在雷达回波图中的特点。
“森林火灾的回波顶高度较低、强度较弱、范围较小、位置较为稳定、回波的运动变化是向起火点的下风方扩散式变化移动。”龙岩市气象局红尖山雷达站站长张深寿向记者介绍着，“通过监测森林火灾回波变化情况, 可以推断出森林火灾的着火点、起火时间、火势情况等，并初步估计过火面积。”
　  在此基础上，科研人员进一步深入研究，开发了雷达监测森林火灾的自动定位、过火面积估算、火势蔓延趋势等技术方法，建立了林火实时跟踪监测、自动预警的业务系统。这些科研成果，可实现全面掌握监测区域内的林火发生动态，弥补卫星监控和远程视频监控等手段不足，可准确研判火场发生发展态势，为森林防火办指挥扑救林火提供技术支撑，还能还原林火发生发展过程，为重大森林火灾调查提供科学数据。
　  张深寿进一步介绍，多普勒天气雷达监测预警森林火险工作是全天候监测，解决了卫星监测森林火险云遮挡、人工观测视野窄的难题；监测连续性好，每6分钟一次体扫，可以连续跟踪火点的演变趋势，对森林火灾扑救的组织决策提供实时滚动信息，提高了决策指挥的针对性；能比较好的反演火点的风向演变，大大提高了扑火人员的安全；发现早，预警早，定位更加精准，大大提高了森林火灾扑救的效率或效果。
　  据了解，2014年下半年，福建省气象局科研人员利用雷达资料三维处理算法、图形图像识别处理算法、GIS等技术，开发了“新一代天气雷达自动监测和预警森林火灾软件平台”，平台能自动识别林火回波，并用多种方式发出预警。同年11月，龙岩市气象局与市防火办签订“新一代天气雷达监测森林火灾业务试验”协议，依托“森林火灾天气雷达自动识别预警业务平台”，正式开展新一代天气雷达监测森林火灾业务试验。2015年福建省科技厅对此项创新工作积极支持，给予“利用新一代天气雷达自动监测和预警森林火灾”省科研课题立项。
　  经过两年多的业务运用，雷达探测森林火灾项目成果应用逐渐成熟。不仅实现林火探测准确率达90%以上，还将科研成果延伸应用于城市火灾或突发爆炸的监测。2015年4月6日福建省漳州市古雷PX项目发生大爆炸，福建省气象局根据雷达回波特征清楚地判断出其中较大规模爆炸发生的次数，得到中国气象局副局长许小峰的高度关注和赞誉。
　  实时监测  森林防火新秘笈
　  “这次林火在14时30分才接到卫星监测的信息，比雷达足足晚了将近2个多小时。没有雷达监测的话，这2个多小时不知道该多烧了多少森林啊！”对2015年1月下旬的那次森林火灾，陈光明仍心有余悸。
　  2015年1月23日中午，福建省龙岩市武平中堡和上杭珊瑚交界发生森林大火，龙岩新一代天气雷达12时48分监测到该处林火回波后，当即向市防火办就林火雷达监测情况进行了通报。市防火办立即部署灭火工作，市气象局派出雷达监测林火服务专家跟随市防火办主任到林火现场，进行雷达监测的跟踪分析和现场气象服务。经过连续的艰苦奋战，在气象部门的协作之下，林火于24日早晨被彻底扑灭。
　 “雷达监测林火发现时间早于卫星，而且能连续不断提供实时火情信息，使我们及时掌握林火情况，提前进行信息传达和灭火扑救部署，在此次灭火中发挥了重要作用。”陈光明感慨道。
　  雷达探测森林火灾项目虽然是边研究、边应用，但取得的成效已经非常明显。在2013年春季森林防火关键期，有效监测到了多起森林火灾，仅3月6至13日，在雷达探测烟雾有效距离内发生的12起林火，雷达实时准确监测、报警达10起，预警时间较卫星监测提早了0.5至2小时。特别是对3月9日极轨气象卫星未监测到的永定县抚市社前村森林火情，在林火初发期，林业公安根据雷达探测的准确定位预警，立即部署、组织灭火，把林火造成的损失降到最低限度，得到了龙岩市森林防火指挥部的充分肯定。
　  雷达实时监测，在森林灭火中起到关键作用。2014年11月19日下午，龙岩连城朋口的森林火灾中，气象部门于14时30分提供火灾监测信息，之后每个小时给防火办发送一次火灾跟踪信息，对火灾的过火面积及发送趋势作了预测，17时30分，根据气象部门的监测信息判断火灾得到控制，18时基本无火灾回波。此次雷达对林火监测、跟踪服务在森林防火指挥工作的顺利部署实施过程中发挥了重要作用。2015年，龙岩市气象局专门与林业局联合开展雷达监测森林火灾的业务测试运行工作，为森林火灾监测和灭火提供有效支持。
　  福建天气雷达森林火灾监测预警创新应用，受到专家一致好评。2015年2月，福建省林业厅副厅长谭论在实地调研时，充分肯定雷达监测林火技术的科学性和优势，指出林火天气雷达自动监测预警技术将推动森林火灾扑救指挥水平上新台阶。2016年4月，国家林业局森林防火指挥部办公室组织专家到福建省调研天气雷达森林火灾监测预警工作，直接赞誉此举为“全国首创”，并提出要将此成果在江西吉安、广东梅州等地进行试点应用推广。
　  雷达森林火灾探测还不断拓展应用领域。今年与龙岩市电业局进行合作，为龙岩市电业局的输电线路和输电设备监测森林火灾并进行通报，保证输电线路在受森林火灾威胁时及时主动采取断电、另线调度等措施，在保障能源和社会安全生产等领域发挥了积极的作用。
　  张深寿表示，由于雷达探测林火业务化使用，涉及气象、防火、林业、森林武警等多个部门，今后将进一步加强联动，做好业务化推行等工作。新一代天气雷达探测林火的研究还处于起步初级阶段，要加大在机理、特征、自动识别、业务应用等方面的投入研究，开发识别准确率高、空报少的林火回波自动识别系统。（宣教中心汤珺琳、龙岩市气象局翁文静）