全球变暖该不该为澳大利亚山火“背锅”

魏科

平均而言，全球每年的火灾数量约有100万起，过火面积为350万～450万平方千米—这个数字已经超过了印度的国土面积（约320万平方千米，世界排名第7），每年因此而排放的二氧化碳量更是达到70亿吨左右。

在过去的十多年里，随着森林和农田管理、防灾救火水平的提高，全球山火发生频率总体而言呈减少态势；然而，2019年的山火给人们带来了深重的灾难。

燃烧的澳大利亚

虽然澳大利亚人对山火灾害并不陌生；但从2019年9月开始，该国发生了持续性山火，其规模和强度前所未有。截至目前，此次山火已造成33人死亡，摧毁了约1200万公顷的土地、2500栋房屋，预计有10亿只动物因此而丧生，同时，它还严重威胁到不少野生动物的栖息地。据英国《每日电讯报》报道，在受灾影响最严重的新南威尔士州，火灾已经烧毁了近500万公顷土地，摧毁了1300多栋房屋，数千人被迫离开家园。

山火还给澳大利亚多地造成了严重的空气污染。首都堪培拉的空气质量指数（AQI）在2019年12月份屡次超过 1000，2020年1月1日当天，堪培拉的PM2.5数值甚至达到855.6微克/立方米，超过了北京过去多年的最高纪录。

值得庆幸的是，澳大利亚近期出现暴雨，山火火势得到有效控制。这也意味着澳大利亚持续了近5个月的“黑色夏季”终于将要结束。

在庆祝火灾终于结束的同时，我们不妨回过头来认真看看这次的山火。本次的大火主要发生在澳大利亚经济最发达的三个州，即墨尔本所在的维多利亚州、悉尼所在的新南威尔士州以及布里斯班所在的昆士兰州。根据由美国国家航空航天局研制并搭载在Terra和Aqua两颗卫星上的大型空间遥感仪器—中分辨率成像光谱仪（英文缩写为MODIS）获取的着火点卫星资料统计，2019～2020年，新南威尔士州的火灾数比历史纪录（2002～2003年）高出4倍多；维多利亚州在2019～2020年的火灾数高于平均水平，但尚未超过2002～2003年和2006～2007年的历史纪录；尽管昆士兰南部发生了大规模的山火，但火灾数与前几年基本一致；昆士兰北部的火灾主要是稀树草原火灾，属于生态系统的一部分。

究竟是谁惹的祸

澳大利亚这次“致命”的山火是由什么因素引发的？

总体而言，这场持续数月的山火燃烧是气候与山火联系的典型个例。多数专家认为，本次的“致命”山火是由极端高温与长期干旱等因素共同引发的。

虽然澳大利亚四面环海，但海洋湿润的气流无法到达内陆，致使占该国国土面积70%左右的内陆干旱、半干旱地区，每到夏季的火灾季节就成了天然的“起火点”。

其实，澳大利亚还是很重视山火预防工作的，各部门各司其职，尤其是从2009年的“黑色星期六”（Black Saturday）开始；然而，澳大利亚地广人稀，夏天高温干燥，多大风，森林树木的种类多为油脂丰富的尤加利树（桉树的一种），其树皮、树叶均富含油脂，在遭遇干旱和高温天气时，很容易燃烧。在本次山火烧过的澳大利亚大部分森林里，桉树都是绝对的主角。

与此同时，从2017年开始，澳大利亚东部内陆许多地区长期处于干旱状况；到了2019年，干旱范围不断增大，这主要是受近年来印度洋偶极子型的强正位相分布影响，导致北方季风迟来，这种异常现象使得印度洋西部地区的降水高于历史平均水平，而印度洋东部地区—澳大利亚和东南亚会变得更加干燥。近三年来，澳大利亚北部部分地区的累积降水量才100多毫米，远小于正常值。事实上，2019年受此影响的干旱范围相当大，从东南亚一直延伸到西南太平洋的广大地区，除澳大利亚以外，印度尼西亚以及湄公河流域都出现了异常干燥的情况。

除了干旱之外，2019年的澳大利亚也经历了高温的炙烤，当地夏季的平均气温是有记录以来最高的，其中，1月份是澳大利亚有记录以来最热的月份，阿德莱德在2019年甚至创下了46.6℃的最高温度纪录，这也成为该市有观测以来的最高气温纪录。2019年12月17日是澳大利亚有史以来最热的一天，全国平均气温高达40.9℃，打破了2013年1月7日创下的40.3℃的纪录。2019年，澳大利亚全年平均气温比1961～1990年的平均气温21.8℃高出1.52℃（比上一个最热年份2013年高1.33℃）；2019年，该国平均降雨量为277.63毫米，远低于1902年314.46毫米的历史最低纪录。

山火的燃烧需要满足燃烧三要素（火三角），即充分的可燃物、助燃剂和着火源，在干燥的天气里，高温天气配合干燥易燃的树木，给山火燃烧提供了充分的条件，也导致澳大利亚的山火不仅燃烧的时间更长，而且也变得更危险。

全球山火肆虐

烟尘滚滚，烈火四起。起初，很多人还在隔岸观火，认为这不过就是一场顺应自然规律的野火；然而，事实并非如此。

近年来，世界各地森林荒野火灾频发，且火灾规模比过去大得多。仅仅在2019年，除了澳大利亚以外，加拿大不列颠哥伦比亚省、美国阿拉斯加、格陵兰岛部分地区、希腊雅典松树林等都遭遇了野火；俄罗斯西伯利亚和远东地区的森林火灾也特别严重，影响了近300万公顷的土地，并使得俄罗斯部分地区进入紧急状态。根据世界资源研究所的分析，2019年的火灾警报数量是过去20年中任何一年的4倍之多。

其中，南美洲亚马孙地区的森林火灾更是引起了全球关注。根据《科学》杂志的报道，截至2019年8月24日，巴西国家太空研究所统计到的火灾点已超过4.1万个；而2018年同期为2.2万个，同比增多86%。

全球每年有多少山火

根据未来方向国际（澳大利亚一个独立的非营利性研究机构，主要从事影响澳大利亚未来的战略研究）在2013年发布的名为《全球野火、碳排放和气候变化》的研究工作报告，全球每年过火面积为350万～450万平方千米，大约占全球陆地表面的3.85%，超过印度的国土面积（320万平方千米，排名世界第7）。

最大的山火主要出现在非洲和澳大利亚北部，尤其是热带稀树草原区域，占全球过火面积的80%，非洲火灾密度最多，占全球总数的70%。根据全球火灾排放数据库和美国国家航空航天局中分辨率成像光谱仪（MODIS）的全球火点数据集，2003～2016年间，全球总共发生了1325万场火灾，平均每年发生火灾约100万次。

非洲的草原地区是全球火灾发生最多的区域，约占全球火灾总数的64%，南美洲亚马孙地区的火灾总数约占全球火灾总数的10%。非洲的高密度点火灾与这些区域广泛用火进行土地管理有关（防火开荒、清理杂草和秸秆），尤其在赤道以北的苏丹、乍得和埃塞俄比亚，赤道以南的刚果、安哥拉、坦桑尼亚和莫桑比克。

过火面积较大的大规模火灾主要发生在人口稀少的干旱和半干旱草原以及澳大利亚、非洲和中亚内陆的灌木林地，约占全球过火面积的80%。

我国东部地区也是火灾频发区域，火灾次数从2001年约2.5万次增加到2007年的约6.3万次，我国关于秸秆综合利用相关法规的颁布则有效遏制住了火点数的快速增加趋势，2016年，我国火点数降为5.3万次左右。

总体而言，全球火灾面积在过去是在减少的。造成这一局面的原因和全球灭火能力的增强有一定关系。

山火影响气候的途径

全球各地区的火灾不仅毁灭森林，威胁附近居民的生命和财产安全，扰乱空中运输，造成当地严重的空气污染；而且，破坏生态系统，影响生物多样性，还会产生大量二氧化碳。高纬度多年冻土地区林草的燃烧更会影响冻土的稳定性，释放冻土中的甲烷；并且，燃烧产生的烟尘降落在冰雪上，会使冰雪表面变黑，降低冰雪的反照率。这些都有可能加大全球温室效应。

火灾是大气痕量气体和气溶胶的重要来源，火灾的发生会增加大气中的二氧化碳，其中，森林砍伐和热带泥炭地火灾是火灾释放温室气体的主力，全球火灾平均每年排放的二氧化碳总量约为70亿吨。回看过去的一年不难发现，2019年显然是个火灾频繁的年份，二氧化碳的排放量比2018年多了1/4左右。

值得注意的是，野火燃烧还可能将黑碳气溶胶喷射到平流层，从而影响到臭氧层和更大范围的气候。最近的一项研究就监测到2017年8月在加拿大西部不列颠哥伦比亚省的山火形成的烟尘颗粒的演变情况：当月，这一区域火灾频发，仅8月3日当天就记录到446处火灾，其中威力强大的山火可以形成火风暴，产生高大的火积云，像巨大的烟囱一样将燃烧产生的黑烟喷射到平流层中。

平流层由于没有明显的垂直运动，空气以水平运动为主，因此，进入平流层的黑烟可以持续存在较长时间。高灵敏度的卫星观测数据显示，这些烟羽在平流层的持续停留时间可长达8个月之久。烟尘的主要成分为有机碳（organic carbon，OC）以及黑碳（black carbon，BC），其中，黑碳对几乎所有光谱段的太阳辐射都有吸收作用，在吸收太阳辐射加热大气后，黑碳周围空气会因受热而上升，从而将低层臭氧浓度低、水汽含量高的空气输送到平流层。

平流层大气的动力稳定性条件和水平环流，可以将局地的影响放大为区域性甚至全球性影响，并延长进入平流层的气溶胶的影响时间，使得平流层在气候变化中充当了“放大器”的作用。

未来会怎样

未来，对全球火灾变化趋势的评估，依赖于对于“火灾天气”的估算。所谓“火灾天气”，是指由于高温、低湿、低降雨量和经常性大风的综合作用而导致可能发生火灾的时期。受全球变暖的影响，全球气温加速上升，热浪和干旱将更为频繁，使得有利于“火灾天气”的炎热和干燥条件因此而增加，山火发生的可能性也将增大。

鉴于澳大利亚前一段时期林火的肆虐，科学家紧急评估了气候变化对山火的影响。2020年1月14日，英國帝国理工学院发布了一项名为《气候变化增加了山火的危险》（Climate Change Increases the Risk of Wildfires）的评估报告，这项研究综合评估了自2013年以来发表的57份相关论文。该报告指出，全球变暖与“火灾天气”的频率或严重程度的上升之间存在关联，气候变化让许多地方形成了更易发生林火的天气条件，增大了这种灾害发生的可能性。不断上升的全球气温、更频繁的热浪侵袭以及部分地区的干旱状况，都更容易形成干燥、炎热的“火灾天气”，增加林火出现的概率。

报告指出，地球上大约25%的植被覆盖区域的“火灾天气”季节都有延长现象，这导致全球“火灾天气”季节的平均持续时间增加了约20%。换句话说，气候变化提升了林火灾害发生的风险，因而，各国的土地使用规划应该把此类风险考虑进去。

然而，现实比我们预想的更为棘手—降雨量及其季节性的变化使得“火灾天气”的趋势变得更为复杂化，这一趋势在全世界并不一致。根据《全球野火、碳排放和气候变化》（2013）的评估，包括东南亚和非洲热带雨林在内的热带地区，由于未来降水的增加，火灾发生的频率可能会降低。不过，在世界其他大部分地区，山火的发生频率将至少增加50%～300%。