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栏目主持：许传升。本文为“让消防员安全回家”公益计划成果，文章翻译自多明戈斯·泽维尔·维加斯主编的《近年来欧洲森林火灾有关事故》。
2000年9月17日凌晨6：57，大约在日出前10分钟，在科西嘉岛北部一个相对较小的切口山谷的底部附近发生了火灾。该山谷从一条沿海公路旁开始，朝东北方向上升近200米，在距离约700米处形成一个山脊，将它与另一个在东北方向急剧下降的山谷分隔开来。山谷照片如图1所示，从Lozari海滩可见该区域的卫星图像如图2所示。
图1 2000年9月17日发生火灾的山谷照片（从Lozari海滩拍摄），在这张照片中，火势急剧加速，沿着标有" eruption"的斜坡向上蔓延。消防人员用来进入山谷的路线和起火区域也在图中做了标记。
图1 图2所示山谷以及附近的Lozari海滩的卫星图像。两张图片中都可以看到消防人员进入山谷的路线，以及起火点和火势快速蔓延区域。业余爱好者拍摄的部分活动视频是从标有"video"的地方拍摄的。
消防隊员在15分钟内被派往现场，以控制火势。在接下来的一个小时里，火势以持续的速度蔓延，部分得到了消防队员控制，但在那之后，火势发生了巨大的变化。上午8点15分左右，火势在近6公顷的范围内迅速蔓延，完全压倒了一些消防队员;两名年轻的消防队员丧生，另外六人被烧伤，其中五人严重烧伤。幸存者报告说，他们被一个火湖包围，火湖在大约一分钟内迅速发展并开始消亡。
本章试图利用现有信息（Raffalli等人，2002年和Peuch，2007年）和现场检查来总结当天早上火灾的发展，强调火灾行为的突然和异常变化。并还利用了一段拍摄到部分事件的业余视频，这段视频是从距山谷山脚约700米的沿海公路旁的一个有利位置拍摄的。
图3 上午7：15（左上）、上午7：30（右上）和稍后的一幅图像（从路线的不同部分看到时的火灾视图）
火势最初是从山谷西北斜坡的底部发展而来，在斜坡和中等风力的激励下，逐渐向山谷蔓延。如图3的前两个视图所示，火灾仅在山谷的一侧，并且在其最初的生长期间传播相对缓慢。然而，在某个阶段，火势的下翼到达并穿过谷底，之后火势发展得更加猛烈。
图3中的第三张图片显示，大火已经向山谷两侧蔓延了很多。但这张照片似乎也显示了头部火势已经被抑制;在照片中，每个侧面的火势都结束了，没有任何迹象表明有明显的火焰将两者联系起来。这可能被视为控制火势的积极进展。然而，随后发生的事件显示出一种极不寻常的、不幸的、毁灭性的火势蔓延形式。
图4 上午8：15左右的火灾视频图像，总时间约为一分钟
由于火灾产生的烟雾，山谷中8：15的能见度非常差，尤其是上游地区。从图2中标记为"video"的点拍摄的视频图像证实了这一点，如图4中第一幅图像所示。图中剩下的图像显示，仅一分钟的时间里，火灾在5到6公顷的广袤区域内迅速蔓延。第二张图片显示了巨大的火焰远远超过了电塔的高度。剩下的图片显示了大火的快速推进留下了大面积的火焰，同时覆盖了整个山谷上游。这就是幸存者所说的火湖。
火湖逐渐消失，留下一片焦黑的风景，似乎并非一切都被烧毁了。即使在事发8年后的今天，火湖地区仍有一些很好的枯死燃料。植被中的一些叶子仍然保留在原处，显然没有烧焦，但被火焰的热量焦糖化了，如图5所示。今天山谷中的植被（如图6所示）尚未恢复到火灾发生时的水平（如图3所示）。
例如，Peuch（2007年）推测，火灾行为的巨大变化可能涉及到由未燃烧的高温分解气体驱动的预混合火焰的蔓延，从斜坡下方的植被中驱出，但最初仍保持未燃烧状态。早在1954年，Arnold和Buck就注意到野火中存在这种燃烧现象，Rafalli等人（2002年）对其进行了调查。Dold等人（2005年）的一篇文章和Williams（2007年）的一篇新科学家专题文章也讨论了类似的现象可能导致大火焰在牧场上迅速蔓延的可能性，正如2003年1月在堪培拉（澳大利亚首都）附近的一场大火灾中有经验的消防队员所看到的那样。
图5 焦糖化的叶子和精细的植被在火灾后仍然保留了8年
图6 从2000年9月火湖形成的山谷的一部分看到的景象
这些气体由许多挥发性有机化合物组成，其中一些在大气温度下凝结成细水滴，形成典型的白色或浅灰色烟雾，并降低能见度。在足够高的浓度下，这种热分解燃料蒸汽能够支持湍流的预混合火焰或爆燃，它们可以以每秒几米的速度传播，很容易在大约一分钟内覆盖200米。从事件视频中的图像可看出，火焰确实曾一度在植被上方的烟雾中蔓延。
这种火焰通过未燃烧的热分解蒸汽传播，在建筑火灾中很常见，它导致了所谓的闪燃。在露天植被火灾的背景下使用相同的术语似乎很自然，正如Arnold和Buck（1954）所描述的那样，混合热解蒸汽和空气的预混合“火焰可能在相当大的区域上闪现”。
如果热解产物和空气的混合物在接近地面的氧气上方含有过量的燃料蒸汽，那么闪燃的预混合火焰将在其尾流中留下扩散火焰，如Dold等人（2005）所述。这可能是地表上的一片火焰，下面几乎没有氧气。在这个火焰湖下面的植被会被上面火焰的辐射加热，但如果没有氧气，就不能直接燃烧。这样的火焰在强度上会逐渐减弱，因为燃料和空气会越来越缓慢地混合在一起，同时仍然会通过辐射其能量而被强烈冷却。在某一时刻，当热损失超过化学反应产生热量的速率时，火焰温度会下降，这一现象称为辐射淬火，导致火焰停止燃烧。因此，在这种情况下，靠近地面的细密植被将经受一段时间的强烈加热，大约一分钟，但不会受到表面氧化。实际上，对消防车本身的损害似乎也相对有限，而且消防车内的消防人员也能够在火焰中生存下来。
2000年9月的帕拉斯卡火灾很可能涉及到覆盖了6公顷植被的闪燃，尽管还需要考虑其他解释。重要的问题是，为什么火会这样燃烧。火势分为两翼，没有头火，这可能是其中的一部分原因;在这个阶段，消防员的努力可能已经成功地扑灭了头火，在这之后，侧翼火应该更容易扑灭。另一方面，头部的消亡可能只是部分成功的：火焰可能已经熄灭，不然的话，在头部火灾中燃烧的高温分解气体的产生可能会持续足够强烈，使积聚物发展成易燃的比例。 在热解气体中闪燃的一个问题是，预混合火焰只能通过相对高浓度的可燃挥发性有机化合物传播。野火总是会产生这样的化合物，但为了支持预混合火焰的传播，它们在空气中的浓度必须超过一定的可燃极限，虽然基于典型碳水化合物（CH2O）的氧量热法粗略估计的最小自维持火焰温度大约900℃时，其较低可燃极限为在空气中的质量大约6%，但目前还不知道其精确值。这是一个相当高的浓度，可被视为浓厚的白色或灰色烟雾，这也可能使正常呼吸困难。浓度明显低于此水平的挥发性有机化合物不会对预混合火焰传播或闪燃造成危险。
对于覆盖如此大区域的闪燃而言，在该区域的大部分区域内，可燃挥发性有机化合物的积聚应该超过了可燃下限。这种积聚不必特别厚，而且几乎可以肯定的是，在闪燃蔓延的区域内，这种积聚不会是均匀的。可燃区域的厚度和可燃极限以上的浓度的变化会影响预混火焰的传播速度，随着闪燃在植被上的相对快速移动，预混火焰的传播速度可能会发生显著波动。然而，总的影响是要在闪燃区域实现火焰快速传播。
在空气中，以质量计，含分子式（CH2O）的碳水化合物热解物的化学计量浓度约为18%;在超过该浓度时，燃料蒸汽和空气的混合物是丰富的，而在较小值时，混合物是稀薄的。对于闪燃的预混合火焰传播后留下的气体扩散火焰，热解蒸汽的浓度必须超过这一水平，至少要足够接近植被。另一方面，通过闪燃加热而引发的热解本身可能已经引发了广泛的扩散火焰（火湖），因此最初可能低于化学计量水平的浓度可能仍然会导致火湖的产生。不管用什么方法来确定它，这种热分解将使火湖从下面的燃料蒸汽保持更新，直到辐射终止。
对于Palasca火灾行为变化的另一种解释可能是爆燃火的发展，如本卷报告的其他案例中所见，火灾线的持续上坡加速。这些形式的爆燃火也可能具有极大的破坏性，发展成迅速蔓延的斜坡或峡谷状地形。
在实验室中，Viegas和Pita（2004）利用一个倾斜的峡谷形状的桌子，对爆燃火进行了开创性研究;并在一个真实的峡谷中进行了一次全尺度野外试验。Viegas（2005年、2006年）提供了一个极具见解的公式，可以模拟爆燃火是如何加速的。最近，Dold等人（2009）的文章更深入地研究了基本的物理机制，认为火线强度的任何增长主要是由于火焰深度的累积，而从强度到蔓延速率的不同反馈形式会导致稳定或爆燃的火灾行为。在实验观察的支持下，火线处特别是火线前方气流的附着被确定为可能产生爆燃火生长条件的关鍵因素。
这是气流的一个特征，可以发展成对消防员的警告信号：如果火势正前方的空气正沿着斜坡向上蔓延，吹向远离火线的山坡，而不是向下吹向火线，那么就可能出现一种非常危险的情况。
根据这些模型和实验研究，尽管蔓延速度没有像闪燃那样的突然变化，火焰的强度和蔓延速度都会如爆燃中一个连续的火线那样越来越大。帕拉斯卡大火的头部火焰可能已经自我改进，并迅速发展为一种蔓延速度加快、火焰强度迅速增长的爆燃火灾，这是极有可能的。
帕拉斯卡事件中头部火焰的明显熄灭表明，此次火灾可能不是作为一个连续的火线发展，而是以一种预混火焰蔓延或闪燃的形式。如果没有更深入的调查，就不可能绝对确定这是哪种形式的快速蔓延火灾。而如果头火能够继续不受阻碍的话，甚至有可能发生更具毁灭性的爆燃火灾。
也许从2000年9月17日的惨烈火灾中应该吸取的最重要的教训是，目前我们对非常危险的火灾行为形式的实用和科学知识是有限的。尤其是火势在没有外部驱动力的情况下迅速增长，从而改变火灾行为，就像在帕拉斯卡火灾中一样。此外，只有当危险被广泛识别后，消防员才不会无意识的继续把自己置于危险之中。
译者注：
帕拉斯卡火灾与2019年3月30日四川省凉山州木里县雅砻江镇立尔村发生的森林火灾有诸多类似之处。据报道，木里火灾着火点在海拔3800余米左右，地形复杂、坡陡谷深，交通、通讯不便。当地立即启动应急预案，投入689人实施灭火作业。3月31日下午，扑火人员在转场途中，受瞬间风力风向突变影响，突遇山火爆燃，30名扑火人员遇难（后增加至31人）。
那么，什么是爆燃？造成爆燃的原因有哪些？爆燃的危害有哪些？
什么是“爆燃”？
“爆燃”通常指“爆炸性燃烧”，和森林消防队员平日灭火时所说的“轰燃”意思相近，往往发生时间突然，会在短时间内形成巨大火球、蘑菇云等现象，爆燃时产生的温度极高。
造成爆燃的原因有哪些？
一是地面植被和林下可燃物因长期堆积后发生腐烂，进而产生大量可燃气体，同时与腐烂的可燃物混合后，突遇明火燃烧导致。
二是在陡坡、山脊、山岩凸起地形、鞍部、单口山谷、草塘沟等特殊的、较为封闭式的地形中，蔓延而至的林火使这些地形中的可燃物同时预热、共同燃烧后所形成。
爆燃造成的危害有哪些？
一是烧死大量地被植物，给当地的生态环境和人们的生命财产造成危害;二是产生大量高温有害气体，烫伤受困者呼吸道，同时受困者因吸入大量有害气体，会导致中毒、昏迷甚至直接死亡;三是产生高温热浪，对受困者造成灼伤，严重时会直接将受困者烧亡。
2000年9月17日凌晨6：57，大约在日出前10分钟，在科西嘉岛北部一个相对较小的切口山谷的底部附近发生了火灾。该山谷从一条沿海公路旁开始，朝东北方向上升近200米，在距离约700米处形成一个山脊，将它与另一个在东北方向急剧下降的山谷分隔开来。山谷照片如图1所示，从Lozari海滩可见该区域的卫星图像如图2所示。
图1 2000年9月17日发生火灾的山谷照片（从Lozari海滩拍摄），在这张照片中，火势急剧加速，沿着标有" eruption"的斜坡向上蔓延。消防人员用来进入山谷的路线和起火区域也在图中做了标记。
图1 图2所示山谷以及附近的Lozari海滩的卫星图像。两张图片中都可以看到消防人员进入山谷的路线，以及起火点和火势快速蔓延区域。业余爱好者拍摄的部分活动视频是从标有"video"的地方拍摄的。
消防隊员在15分钟内被派往现场，以控制火势。在接下来的一个小时里，火势以持续的速度蔓延，部分得到了消防队员控制，但在那之后，火势发生了巨大的变化。上午8点15分左右，火势在近6公顷的范围内迅速蔓延，完全压倒了一些消防队员;两名年轻的消防队员丧生，另外六人被烧伤，其中五人严重烧伤。幸存者报告说，他们被一个火湖包围，火湖在大约一分钟内迅速发展并开始消亡。
本章试图利用现有信息（Raffalli等人，2002年和Peuch，2007年）和现场检查来总结当天早上火灾的发展，强调火灾行为的突然和异常变化。并还利用了一段拍摄到部分事件的业余视频，这段视频是从距山谷山脚约700米的沿海公路旁的一个有利位置拍摄的。
图3 上午7：15（左上）、上午7：30（右上）和稍后的一幅图像（从路线的不同部分看到时的火灾视图）
火势最初是从山谷西北斜坡的底部发展而来，在斜坡和中等风力的激励下，逐渐向山谷蔓延。如图3的前两个视图所示，火灾仅在山谷的一侧，并且在其最初的生长期间传播相对缓慢。然而，在某个阶段，火势的下翼到达并穿过谷底，之后火势发展得更加猛烈。
图3中的第三张图片显示，大火已经向山谷两侧蔓延了很多。但这张照片似乎也显示了头部火势已经被抑制;在照片中，每个侧面的火势都结束了，没有任何迹象表明有明显的火焰将两者联系起来。这可能被视为控制火势的积极进展。然而，随后发生的事件显示出一种极不寻常的、不幸的、毁灭性的火势蔓延形式。
图4 上午8：15左右的火灾视频图像，总时间约为一分钟
由于火灾产生的烟雾，山谷中8：15的能见度非常差，尤其是上游地区。从图2中标记为"video"的点拍摄的视频图像证实了这一点，如图4中第一幅图像所示。图中剩下的图像显示，仅一分钟的时间里，火灾在5到6公顷的广袤区域内迅速蔓延。第二张图片显示了巨大的火焰远远超过了电塔的高度。剩下的图片显示了大火的快速推进留下了大面积的火焰，同时覆盖了整个山谷上游。这就是幸存者所说的火湖。
火湖逐渐消失，留下一片焦黑的风景，似乎并非一切都被烧毁了。即使在事发8年后的今天，火湖地区仍有一些很好的枯死燃料。植被中的一些叶子仍然保留在原处，显然没有烧焦，但被火焰的热量焦糖化了，如图5所示。今天山谷中的植被（如图6所示）尚未恢复到火灾发生时的水平（如图3所示）。
例如，Peuch（2007年）推测，火灾行为的巨大变化可能涉及到由未燃烧的高温分解气体驱动的预混合火焰的蔓延，从斜坡下方的植被中驱出，但最初仍保持未燃烧状态。早在1954年，Arnold和Buck就注意到野火中存在这种燃烧现象，Rafalli等人（2002年）对其进行了调查。Dold等人（2005年）的一篇文章和Williams（2007年）的一篇新科学家专题文章也讨论了类似的现象可能导致大火焰在牧场上迅速蔓延的可能性，正如2003年1月在堪培拉（澳大利亚首都）附近的一场大火灾中有经验的消防队员所看到的那样。
图5 焦糖化的叶子和精细的植被在火灾后仍然保留了8年
图6 从2000年9月火湖形成的山谷的一部分看到的景象
这些气体由许多挥发性有机化合物组成，其中一些在大气温度下凝结成细水滴，形成典型的白色或浅灰色烟雾，并降低能见度。在足够高的浓度下，这种热分解燃料蒸汽能够支持湍流的预混合火焰或爆燃，它们可以以每秒几米的速度传播，很容易在大约一分钟内覆盖200米。从事件视频中的图像可看出，火焰确实曾一度在植被上方的烟雾中蔓延。
这种火焰通过未燃烧的热分解蒸汽传播，在建筑火灾中很常见，它导致了所谓的闪燃。在露天植被火灾的背景下使用相同的术语似乎很自然，正如Arnold和Buck（1954）所描述的那样，混合热解蒸汽和空气的预混合“火焰可能在相当大的区域上闪现”。
如果热解产物和空气的混合物在接近地面的氧气上方含有过量的燃料蒸汽，那么闪燃的预混合火焰将在其尾流中留下扩散火焰，如Dold等人（2005）所述。这可能是地表上的一片火焰，下面几乎没有氧气。在这个火焰湖下面的植被会被上面火焰的辐射加热，但如果没有氧气，就不能直接燃烧。这样的火焰在强度上会逐渐减弱，因为燃料和空气会越来越缓慢地混合在一起，同时仍然会通过辐射其能量而被强烈冷却。在某一时刻，当热损失超过化学反应产生热量的速率时，火焰温度会下降，这一现象称为辐射淬火，导致火焰停止燃烧。因此，在这种情况下，靠近地面的细密植被将经受一段时间的强烈加热，大约一分钟，但不会受到表面氧化。实际上，对消防车本身的损害似乎也相对有限，而且消防车内的消防人员也能够在火焰中生存下来。
2000年9月的帕拉斯卡火灾很可能涉及到覆盖了6公顷植被的闪燃，尽管还需要考虑其他解释。重要的问题是，为什么火会这样燃烧。火势分为两翼，没有头火，这可能是其中的一部分原因;在这个阶段，消防员的努力可能已经成功地扑灭了头火，在这之后，侧翼火应该更容易扑灭。另一方面，头部的消亡可能只是部分成功的：火焰可能已经熄灭，不然的话，在头部火灾中燃烧的高温分解气体的产生可能会持续足够强烈，使积聚物发展成易燃的比例。 在热解气体中闪燃的一个问题是，预混合火焰只能通过相对高浓度的可燃挥发性有机化合物传播。野火总是会产生这样的化合物，但为了支持预混合火焰的传播，它们在空气中的浓度必须超过一定的可燃极限，虽然基于典型碳水化合物（CH2O）的氧量热法粗略估计的最小自维持火焰温度大约900℃时，其较低可燃极限为在空气中的质量大约6%，但目前还不知道其精确值。这是一个相当高的浓度，可被视为浓厚的白色或灰色烟雾，这也可能使正常呼吸困难。浓度明显低于此水平的挥发性有机化合物不会对预混合火焰传播或闪燃造成危险。
对于覆盖如此大区域的闪燃而言，在该区域的大部分区域内，可燃挥发性有机化合物的积聚应该超过了可燃下限。这种积聚不必特别厚，而且几乎可以肯定的是，在闪燃蔓延的区域内，这种积聚不会是均匀的。可燃区域的厚度和可燃极限以上的浓度的变化会影响预混火焰的传播速度，随着闪燃在植被上的相对快速移动，预混火焰的传播速度可能会发生显著波动。然而，总的影响是要在闪燃区域实现火焰快速传播。
在空气中，以质量计，含分子式（CH2O）的碳水化合物热解物的化学计量浓度约为18%;在超过该浓度时，燃料蒸汽和空气的混合物是丰富的，而在较小值时，混合物是稀薄的。对于闪燃的预混合火焰传播后留下的气体扩散火焰，热解蒸汽的浓度必须超过这一水平，至少要足够接近植被。另一方面，通过闪燃加热而引发的热解本身可能已经引发了广泛的扩散火焰（火湖），因此最初可能低于化学计量水平的浓度可能仍然会导致火湖的产生。不管用什么方法来确定它，这种热分解将使火湖从下面的燃料蒸汽保持更新，直到辐射终止。
对于Palasca火灾行为变化的另一种解释可能是爆燃火的发展，如本卷报告的其他案例中所见，火灾线的持续上坡加速。这些形式的爆燃火也可能具有极大的破坏性，发展成迅速蔓延的斜坡或峡谷状地形。
在实验室中，Viegas和Pita（2004）利用一个倾斜的峡谷形状的桌子，对爆燃火进行了开创性研究;并在一个真实的峡谷中进行了一次全尺度野外试验。Viegas（2005年、2006年）提供了一个极具见解的公式，可以模拟爆燃火是如何加速的。最近，Dold等人（2009）的文章更深入地研究了基本的物理机制，认为火线强度的任何增长主要是由于火焰深度的累积，而从强度到蔓延速率的不同反馈形式会导致稳定或爆燃的火灾行为。在实验观察的支持下，火线处特别是火线前方气流的附着被确定为可能产生爆燃火生长条件的关鍵因素。
这是气流的一个特征，可以发展成对消防员的警告信号：如果火势正前方的空气正沿着斜坡向上蔓延，吹向远离火线的山坡，而不是向下吹向火线，那么就可能出现一种非常危险的情况。
根据这些模型和实验研究，尽管蔓延速度没有像闪燃那样的突然变化，火焰的强度和蔓延速度都会如爆燃中一个连续的火线那样越来越大。帕拉斯卡大火的头部火焰可能已经自我改进，并迅速发展为一种蔓延速度加快、火焰强度迅速增长的爆燃火灾，这是极有可能的。
帕拉斯卡事件中头部火焰的明显熄灭表明，此次火灾可能不是作为一个连续的火线发展，而是以一种预混火焰蔓延或闪燃的形式。如果没有更深入的调查，就不可能绝对确定这是哪种形式的快速蔓延火灾。而如果头火能够继续不受阻碍的话，甚至有可能发生更具毁灭性的爆燃火灾。
也许从2000年9月17日的惨烈火灾中应该吸取的最重要的教训是，目前我们对非常危险的火灾行为形式的实用和科学知识是有限的。尤其是火势在没有外部驱动力的情况下迅速增长，从而改变火灾行为，就像在帕拉斯卡火灾中一样。此外，只有当危险被广泛识别后，消防员才不会无意识的继续把自己置于危险之中。
译者注：
帕拉斯卡火灾与2019年3月30日四川省凉山州木里县雅砻江镇立尔村发生的森林火灾有诸多类似之处。据报道，木里火灾着火点在海拔3800余米左右，地形复杂、坡陡谷深，交通、通讯不便。当地立即启动应急预案，投入689人实施灭火作业。3月31日下午，扑火人员在转场途中，受瞬间风力风向突变影响，突遇山火爆燃，30名扑火人员遇难（后增加至31人）。
那么，什么是爆燃？造成爆燃的原因有哪些？爆燃的危害有哪些？
什么是“爆燃”？
“爆燃”通常指“爆炸性燃烧”，和森林消防队员平日灭火时所说的“轰燃”意思相近，往往发生时间突然，会在短时间内形成巨大火球、蘑菇云等现象，爆燃时产生的温度极高。
造成爆燃的原因有哪些？
一是地面植被和林下可燃物因长期堆积后发生腐烂，进而产生大量可燃气体，同时与腐烂的可燃物混合后，突遇明火燃烧导致。
二是在陡坡、山脊、山岩凸起地形、鞍部、单口山谷、草塘沟等特殊的、较为封闭式的地形中，蔓延而至的林火使这些地形中的可燃物同时预热、共同燃烧后所形成。
爆燃造成的危害有哪些？
一是烧死大量地被植物，给当地的生态环境和人们的生命财产造成危害;二是产生大量高温有害气体，烫伤受困者呼吸道，同时受困者因吸入大量有害气体，会导致中毒、昏迷甚至直接死亡;三是产生高温热浪，对受困者造成灼伤，严重时会直接将受困者烧亡。