外国的消防队为啥要用火来“熄灭”山火？不会火上浇油，越烧越大吗？

来源：把科学带回家

作者：万物杂志

去年，美国夏威夷的第二大岛毛伊岛（Maui）发生了严重的森林大火，最终导致近100人死亡。加拿大官方的数据显示，加拿大在2023年发生了6300多起森林火灾，打破了历史纪录……

于是，我们经常可以在新闻里面看到，为了扑灭大火，人们会派遣几架直升机或者无人机在空中盘旋作业。有时，它们会向正在燃烧的林区喷射一股股燃烧的汽油，或者投掷可以自燃的“龙蛋”。这是在做什么？为什么要向正在燃烧的地方，加入更多的火？这不会助长火势吗？

如何以火攻火

我们都知道，物质燃烧需要满足的三个条件：可燃物（树木）、助燃物（氧气）和温度达到燃点。只要破坏其中的一项就能达到灭火的效果。如果火灾面积太大或者扑救难度很大的话，在它火势的前方人为设置一条隔离带，像《西游记》里孙悟空给唐僧画的圈一样，把隔离带附近的杂草和树木提前砍伐或者燃烧殆尽。

这样当火蔓延过来的时候，裸露的地皮缺乏充分的可燃物，无物可烧，火势便无法继续蔓延。这个圈的宽度还会因为燃烧物质的种类有所不同，草地火灾一般为1米～3米，森林火灾则会更宽，大约十几米。

（图源网络）

第二步就是拿着火焰喷射器向着火的地方喷。大火发生时，一般火势会顺着风向蔓延，但由于燃烧中心的温度高、热空气密度较小，热空气上升。对于靠近地面的空间来说就形成了低气压区，周围新鲜空气会不断补入，就会形成一股迎着火焰、往燃烧中心方向的气流。这股气流可以为火焰补充助燃物——空气中的氧。

而“以火灭火”就是利用这两股相向而行的火焰。在山火蔓延的前方人工放火后，“人工火”会受山火气流的影响，被“吸”向山火。同时“人工火”的前端也会形成朝向自己的“风”，吸收“人工火”燃烧需要的助燃物氧气。

（自己画的）

当它们相遇时，由于两股火的附近已经没有可以燃烧的物质，同时中间地带的氧气已使用殆尽，火就会逐渐熄灭。

两火相遇后便熄灭了｜图源网络

无人机帮大忙！

听起来简单，但是这种方法十分考验消防人员的经验。比如要保证人工火按照预定方向蔓延，就需要依托环境因素，精准控制人工火的前进方向。

一些科学家们会设计火灾发生的模型，根据“正在发生山火的森林中含有什么样的可燃物，地形以及风向”来计算出的距离，设置隔离带。

观察隔离带的消防人员。｜图源网络

传统的以火攻火通常是靠装配了火焰喷射器的消防员来进行的，更先进一点的会采用直升机在空中作业。但是这种方式也存在着许多问题，美国内政部无人机分部主管布拉德·科克里兹（Brad Koeckeritz）说：“这样的飞行风险很大。因为直升机的速度非常低，与地面的距离也很近，一旦出现什么意外，飞行员很难安全着陆。”

事实上，在过去十年里，有41名荒地消防队员死于飞机或直升机坠毁。科克里兹表示空中消防既危险又昂贵，如果使用无人机，可以用低成本的方式点火并确保消防人员的安全。

传统的灭火方式，利用直升机携带火焰喷射器｜参考资料[7]

于是，美国林务局试验了一款由Throwflame公司生产的产品，名叫龙蛋，这是一个装满高锰酸钾的自燃塑料球。这种类似乒乓球的球体在投放前，会注入乙二醇引发化学反应，大约30秒后它就会燃烧起来——这段时间足以让它们穿透茂密的树林，落地燃烧。

加装了龙蛋的无人机。｜Throwflame.com

Throwflame公司创始人奎因·怀特黑德（Quinn Whitehead）说：“每个人都或多或少对无人机心存戒备，更何况在无人机上面安装火焰喷射器。但这款产品有着救命的用途。”

落地后龙蛋便开始自燃。｜Throwflame.com

龙蛋非常小巧、投放方式灵活机动，燃烧强度也更轻微，因此更适合部署在人口稠密或森林复杂的地区。而直升机的火力凶猛，难以控制，也更容易引燃意外火灾，所以只在较为空旷的地带使用。

不仅如此，无人机还可以在天黑后以及充满危险烟雾的条件下飞行。科克里兹说，龙蛋被编程为仅在指定的地理区域内掉落，如果它们失去无线电信号或者GPS，它们将被返回到设定的发射点，而不是飘向居民生活区。

无人机可以按照编程，逐个扔下龙蛋。｜Throwflame.com

参考资料：

[1]https://wmo.int/zh-hans/news/media-centre/2023nianqihoubianhuazhibiaodachuangjilushuipingwmo

[2]https://www.theguardian.com/us-news/2019/sep/03/wildfires-drones-controlled-prescribed-burns

[3]https://www.un.org/zh/208649

[4]https://zhuanlan.zhihu.com/p/567519789

[5]https://www.toolsforforesters.co.nz/news-and-events/tff-newsletter,-issue-1-august-2022/unmanned-aerial-ignition

[6]https://wfca.com/wildfire-articles/what-is-backburning/

[7]https://www.wired.com/2015/08/flame-throwing-helicopter-fights-wildfires/

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