加国阿尔伯塔森林大火背后的天文与地理
小时候,寒冬时节,闲来无聊,便会和一帮小朋友到沟坡地头,找些野草烧着玩。看着火苗乱窜、四处蔓延,念着“离离原上草,一岁一枯荣,野火烧不尽,春风吹又生”,也算是无聊中的一种“有聊”,生活中的一个乐事。直到成年,偶尔忆及,仍觉得那是一幅非常温馨的场景。
可是,当我走进加拿大,耳闻目睹了一波又一波的野火,才逐渐意识到野火并不是那么好玩的!尤其是“春天里的一把火”,搞不好,会把整个家园都烧掉。在加拿大,遍地是树木,到处是森林,野火一经点燃,便常常超出人们的控制,演变成熊熊大火。火生风势,风助火势,一番肆虐后,万物皆成灰烬,满目都是疮痍。
远的暂且不提,最近发生的阿尔伯塔省麦克默里堡森林大火,就是一个最典型的例子。5月1日,麦克默里堡镇发现火情;2日,大火吞噬了12.8平方公里森林;4日,受灾面积升至100平方公里;半月后,大火依然肆虐不止,烧焦了3.2万平方公里的土地。整个麦克默里堡镇毁于一旦,近10万人被迫撤离家园,经济损失估计将高达90亿加元。这恐怕是近年来自然界对人类最严重的惩罚之一。
更令人揪心的是,加拿大的森林大火,似乎越来越频繁,造成的损失也越来越严重。根据相关研究,20世纪70年代,加拿大每年烧掉1万平方公里的森林,现在则每年烧掉2万平方公里,预计到了2075年,将提高一倍,烧掉4万平方公里。虽然说加拿大“家大业大”,有四、五百万平方公里森林,但是也搁不住这种烧法。据加拿大专家预计,按照目前的频率, 到2075年,加拿大40%的落叶林都将被烧掉。
看来,以后来加拿大,无论旅游、留学,还是投资、定居,最好都要提防一下森林火灾。而要想提防和避免森林火灾,就必须明白森林火灾发生的基本原理。
麦克默里堡大火受损区域示意图
那么,到底什么因素会让“星星之火,成为燎原”呢?这次阿尔伯塔麦克默里堡大火为何会失控呢?
一查资料才知道,这竟然是一个世界级学术难题!相关专家在这个问题上,提出了两种完全不同的观点。气象学家多从大气、气温、降水等角度去解释,可称之为“大气环流说”;地质学家则更多地从地质构造、地壳活动角度去说明,可称之为“地下排气说”。
咱们先来说大气环流说。
欧美气象学家、林火专家倾向于认为,麦克默里堡森林大火是由气候变暖导致的。众所周知,由于温室气体排放超标,地球表面气温趋于上升。最近大半个世纪以来,加拿大平均气温上升了1摄氏度左右。其中,冬天平均温度上升幅度更为明显,大约在1.5摄氏度左右。而根据相关研究,如果平均气温提高1摄氏度,就会消耗大量森林水分,只有增加10%的降水,才能保持森林树木原有的湿度。
加拿大气温变迁示意图
大半个世纪以来加拿大的年降水量是否有所增加呢?总体上来说,平均年降水量有所提高,但是分布极不均衡。其中,北极和麦肯齐地区降水量增加较为明显,太平洋沿岸、卑诗南部山区以及阿尔伯塔所处的大草原地区,降水量增加则微乎其微。这意味着加拿大西部,尤其阿尔伯塔所在大草原地区,比以前干燥得多。
气象学家还提到,自2014延续至今的厄尔尼诺现象,使得加拿大西部的旱情更为严重。“厄尔尼诺”一词来自西班牙语“El Ni?o”,原意为“圣婴”,即上帝之子。19世纪初,南美洲西班牙语系的渔民们发现,每隔几年,从10月到次年3月,就会有一股暖流沿着海岸南移,从而使海水表面温度升高,导致大量冷水鱼类死亡。圣诞节前后,这种现象最为严重,于是,相信天意的渔民就把它称作“圣婴”。
现在,科学家们已经弄清了其中原理。一般来说,赤道东太平洋盛行偏东信风,赤道南、北两侧盛行东南信风和东北信风。受信风影响,赤道太平洋的表层暖水会自东向西流动,使得西太平洋海温会上升,形成一种西高东低的水位结构。当偏东信风减弱时,这种结构遭到破坏,高水位暖海水流向出现翻转,使得赤道东太平洋表层温度上升,由此形成厄尔尼诺现象。简单地说,厄尔尼诺就是赤道太平洋暖水“倒流”所导致的赤道东太平洋水温升高现象。
厄尔尼诺现象示意图
厄尔尼诺现象形成后,会打破固有的大气环流系统,使得太平洋东西两岸气候“失调”,该下雨的地方高温干旱,不该下雨的地方暴雨如注。这次厄尔尼诺带给加拿大的,是持久的高温干旱,其中以西部草原省份尤甚。根据加拿大气象局资料,自2014年冬天开始,西部平原省就经历了70年来最严重的干旱。今年春天,加拿大部分地区还出现了异常于往年的高温。以此次起火的麦克默里堡地区为例,一般情况下,4、5月份的气温在14摄氏度左右,今年4月底,其气温升至30-32摄氏度,使得林区干燥异常,稍有火星,便可成燎原之势。
总之,在大多数气象学家看来,气温升高、干旱、少雨乃是此次加拿大森林火灾的“罪魁祸首”。不过,有的科学家不同意这种观点。比如,杜乐天先生就提出了质疑,认为气象学家并不能提供有效观测数据,说明气候与林火之间的必然关系;至于以全球变暖解释林火,更
是荒唐可笑,因为地球表层气温在几个世纪里,才升高了1摄氏度,根本达不到林区起火的临界点。
针对气象学家的“大气环流说”,杜乐天先生提出了“地下排气说”。他认为地球内部是一个巨大热库,蕴藏着无穷的热气。当地球受力时,地壳变形或者破裂,H2、CH4、CO等气体就会由内向外溢出。进而,他根据卫星热红外检测数据,推断北美大陆3-5月份气温骤然升高24度左右,根本不是厄尔尼诺影响的产物,而是地球排气、排热的结果。地球内部排出的可燃性气体在林区腐植层中慢慢聚积,达到5%左右的体积时,碰到静电火花,就会燃烧起火。最先是地下裂隙起火,然后引发腐植层着火,继而再向上点燃灌木丛、树冠,最终形成一片火海。
火山排气
在杜乐天先生看来,地下排气才是阿尔伯塔大火的真正“元凶”,欧美专家将其归结为全球变暖甚至厄尔尼诺,完全是缘木求鱼、背道而驰。
笔者不懂自然科学研究,对于以上两种观点的对错无从置喙。但是,从理论上来说,有些问题,大气环流说确实不好解释。比如,全球气候变暖是一个普遍现象,为何加拿大林火特别频繁且损失惨重?这次大火为什么出现在了阿尔伯塔省,而不是在东部地区或西海岸?相反,对于这些问题,地下排气说倒能解释得较为明白:加拿大天然气和页岩气储量丰富,且绝大多数都位于西部卑诗和阿尔伯塔两省,存在地下排气的可能性;可燃性气体的排出使得大火迅速蔓延,超出人力控制范围,最终酿成了严重灾难。
更为重要的是,2016年5月3日加拿大的火灾危险区域分布,与其油气储量分布几乎一致。据此可以推测,阿尔伯塔的地下油气,在这次森林大火中至少扮演了“助纣为孽”的作用。
加拿大油气资源分布示意图
当然,自然界的任何反常现象,恐怕都不是单一因素作用的结果。火灾发生之前,阿尔伯塔气温骤然升高,可能源于地下排气,但温室气体排放、厄尔尼诺现象,也是客观存在的事实。
既然难分对错,作为一个普通百姓,最好的办法就是“左右兼顾”:凡是地下可燃性气体储量丰富,且地壳活动较为活跃的茂密林区,如果再碰上高温干旱的异常气候,就存在着较高的火灾可能性。住在这种环境中的人,不仅要观察天上的大气,还要探测地下的燃气。
现在这个世界,不可预料的事情时有发生,懂点天文和地理的知识,只有好处没有坏处。