2025年西南欧极端野火季破纪录火强度与夜间蔓延:成因及影响

《Journal of Environmental Management》:Record-breaking wildfire intensity and nocturnal spread during the extreme 2025 wildfire season in Southwestern Europe: causes and impacts

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月30日 来源:Journal of Environmental Management 9.2

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  • 2025年西南欧野火季达到破纪录火强度。 • 29–42%野火的蔓延速率峰值(peak rate of spread, ROS)出现在夜间。 • 持续数十年的过火面积(burned area)下降在2022年后停止,巨型野火(megafire)规模持续增大

  
• 2025年西南欧野火季达到破纪录火强度。
• 29–42%野火的蔓延速率峰值(peak rate of spread, ROS)出现在夜间。
• 持续数十年的过火面积(burned area)下降在2022年后停止,巨型野火(megafire)规模持续增大。
• 在既往无火的高海拔地区出现破纪录过火面积。
• 影响包括超过2000例死亡,以及来自部分火区(pyroregion)的保护区(protected areas, PA)内不成比例的过火范围。
野火是许多生态系统的自然现象,但当前火动态体系(fire regime)正受人为因素剧烈改变。温带和寒带地区的广泛灭火最初使过火面积(burned area)下降;然而,全球变暖叠加土地废弃、传统燃烧停止等导致的燃料负荷增加,可能提高火强度并危及灭火长期可持续性,进而出现灭火饱和。2025年伊比利亚半岛(Iberian Peninsula, IP)野火季自1980年有记录以来过火面积排名第二,接近700,000 ha,仅次于2017年。已有证据认为农村废弃导致燃料连续性和负荷增加,气候变化通过燃料干旱和火天气进一步贡献。但IP长期火活动是否正在转变、2025年异常季节的机制及影响仍不清楚。研究人员因此检验1980—2025年长期火动态关键组分是否变化,并评估2025年极端火季与全球火活动趋势的关系。研究目标包括:表征2025年IP野火季并检验过火面积(含海拔分布)、火强度和火大小的长期显著趋势;理解天气、火同时性、火源和燃料的贡献;量化夜间野火蔓延率变化;评估公共卫生和自然保护影响。研究显示,2025年火强度破纪录,夜间蔓延显著,2022年后过火面积长期下降停止,巨型野火增大,高海拔地区过火增加,并造成公共卫生和保护地影响。该研究对地中海和全球温带区域适应全球变化下的火活动管理具有重要意义。

方法概述:研究区为IP,包括温带阔叶混交林与地中海森林灌丛两个生物群系和火区。数据来源包括西班牙官方火统计EGIF(1968年起)、葡萄牙ICNF官方统计(1980年起)、欧洲森林火信息系统(EFFIS)空间过火数据(2001—2025年,>30 ha)、CORINE LC荒地掩膜和GEDTM30高程;MSG SEVIRI/FREM估算火辐射能量(Fire Radiative Energy, FRE)与平均火辐射功率(Fire Radiative Power, FRP);ERA5-Land天气、Copernicus火天气指数(Fire Weather Index, FWI)和区域活体燃料含水量(live fuel moisture content, LFMC)产品;VIIRS与MTG-FCI重建蔓延速率(rate of spread, ROS),Wildfire Analyst模拟初始攻击评估(Initial Attack Assessment, IAA)、初始ROS和8 h过火面积;WorldPop/EUROSTAT与野火来源PM2.5估算死亡;WDPA评估保护地。样本队列来源为西班牙与葡萄牙官方统计及EFFIS。统计采用线性、Sen、分段和分位回归。

3.1 2025年火季特征

3.1.1 过火面积与火强度的长期趋势:基于官方统计和EFFIS,1980—2025年过火面积无显著趋势;但分段回归显示至2022年显著下降,此后呈正但不显著趋势。FRE在2025年最高,为26,339 TJ,但时间序列无显著趋势。平均FRP作为火强度代理显著增加:低分位从35升至49 MW per detection,增幅40%;高分位从63升至82 MW per detection,增幅30%。与2000年代初相比,温和火季火强度约高40%,极端火季约高30%。

3.1.2 火大小与海拔分布变化:2025年火季主要集中于IP西部和西北部。按火区,西北西班牙(NW-ES)占43%,东南葡萄牙(SE-PT)占25%,西北葡萄牙(NW-PT)占17%,中央西班牙(C-ES)占13%,东南西班牙(SE-ES)占2%;按生物群系,80%过火面积发生在地中海森林、林地和灌丛,20%在温带阔叶混交林。NW-ES过火275,480 ha,为2001—2024年均值的7.2倍,接近此前最大值的两倍。2025年共有2,358起野火,其中102起大型野火(>500 ha)占94%过火面积,25起巨型野火(>5,000 ha)占74%。小于1,000 ha火灾的总过火面积自2001年下降,而大于5,000 ha火灾过火面积增加;>5,000 ha和>10,000 ha火灾数量增加,2025年分别占总过火面积74%和63%。多数巨型野火发生于7月26日至8月16日,84%发生于8月8—16日。最大为葡萄牙Trancoso火,达62,025 ha;西班牙最大为U?a de Quintana火(40,018 ha)和Larouco火(37,124 ha)。Galicia在2022年前从未发生>10,000 ha火灾,但2025年发生5起,范围为12,007—37,124 ha。高海拔过火突出:<500 m仅占11%,为观测期最低;500—1,000 m、1,000—1,500 m和>1,500 m过火面积分别为此前峰值的1.5、2.5和8.5倍。

3.2 天气、火同时性、火源和燃料贡献

3.2.1 火天气与燃料水分:2025年春季为有记录以来最湿之一,5月LFMC在大片IP区域最高。尽管春季湿润,7—8月LFMC低于平均,燃料快速干燥,表现为骤旱(flash drought),但破纪录燃料干燥水平大体 absent。极低LFMC(低于第5百分位)仅短暂出现,少于夏季5%时间,且限于SE-PT和NW-ES。25起巨型野火平均LFMC为66%,范围50—78%。相反,蒸汽压亏缺(vapor pressure deficit, VPD)显著增强;2025年火季VPD在约20%的7—8月时段超过第95百分位,并出现破纪录值。25起巨型野火VPD多超过3 kPa,对应死体燃料含水量(dead fuel moisture content, DFMC)低于7%。NW-ES火天气指数极端:初始蔓延指数(Initial Spread Index, ISI)超过第95百分位的时间超过夏季40%,累积指数(Build-up Index, BUI)超过75%;FWI在NW-PT、SE-PT和C-ES等也达极端值,但持续时间和空间范围较小。

3.2.2 火源与火同时性:25起巨型野火中,至少10起(40%)由闪电引发,8起(32%)为纵火,5起(20%)为疏忽或事故,2起未知。研究人员检验1980—2025年点火数与过火面积关系,未支持2025年火季主要由异常同时点火驱动。2025年总点火数为5,185,低于区域中位数8,146(第0.28分位),远低于1998年29,291、1995年22,865和2005年20,253。部分地区点火数较高,如Castilla y León为第0.72分位,但Centro和Norte分别为第0.13和0.33分位。

3.2.3 燃料类型与初始蔓延:Wildfire Analyst模拟显示,仅9起火灾满足IAA≥3、ROS>300 m h?1且8 h过火面积>500 ha三项标准;6起巨型野火初始ROS低于300 m h?1,24%的巨型野火以非极端行为开始。满足极端初始行为标准的火灾主要属于GR4或SH7燃料类型,即重燃料负荷、高或极高火焰长度和蔓延速率。Guissona火主要燃烧干谷类作物,细死燃料丰富。低初始ROS的6起巨型野火中,4起以SH4为主,另2起以GS2和TUML1为主,这些燃料负荷较低。总燃烧植被以灌木为主,占46%,本地阔叶占17%,针叶林占10%,作物或桉树等不足10%。

3.3 夜间火强度与蔓延率量化:小时FRP分析表明,年均FRP增加主要由夜间火行为增强驱动,其中23:00—01:00边缘显著,02:00—05:00显著,其他时段不显著。2025年火季的显著特征是夜间蔓延。基于VIIRS和MTG-FCI两种独立方法,峰值ROS出现在夜间的野火占29—42%,其中VIIRS为42%,MTG为29%。当峰值ROS出现在夜间时,基于VIIRS估计,其值与白天峰值无显著差异;但白天VPD和风速显著高于夜间,说明近地表天气条件不能完全解释夜间ROS峰值。

3.4 公共卫生与自然保护影响:PM2.5累积浓度在靠近野火区域超过400 μg m?3。基于暴露—反应函数,研究人员估计2025年6—8月野火PM2.5导致2,065例(95%CI:1,595—2,291)过早死亡,其中葡萄牙443例(341—491),西班牙1,622例(1,253—1,799)。Madrid预计死亡最多,为359例(279—397),其次为Catalonia(206—299)和Andalusia(153—222)。保护地过火183,116 ha,占荒地面积的38%;保护地覆盖40%荒地面积,因此整体未不成比例。但空间差异明显:NW-ES保护地占荒地27.7%,却集中47.7%过火面积;NW-PT和C-ES不成比例较小,分别为4%和8%;SE-PT保护地占31%,但仅占过火面积22%。

讨论部分总结:研究人员首次记录IP火动态多个关键组分变化,包括过火面积、火大小、海拔分布和火强度。2022年后过火面积下降停止,火强度在21世纪增加30—40%,且主要来自夜间火行为;2025年记录到最高平均FRP和总FRE,夜间蔓延在至少29%火灾中快于白天,缩小了灭火窗口。2025年最高FRE约相当于1,000 MW核反应堆年产能(约30,000 TJ)。大火变大,高海拔火扩展,与澳大利亚、加州极端火季有相似性,但IP未出现大规模火合并,且火源更多为人为。天气方面,LFMC低但非破纪录,VPD和FWI极端,2025年夏季最热,8月初16天热浪平均异常4.6 °C,超过2022年4.5 °C;气候变化使该事件可能性约增加40倍,频率从约500年一遇变为约13年一遇。闪电是巨型野火最常见火源,8月8日干雷暴开启火季高峰。尽管总点火数不高,2025年过火面积远高于历史点火—过火关系预期,提示火天气调节该关系。初始模拟仅9起火灾符合极端初始行为,24%以非极端行为开始,说明强初始攻击可能有效;SH4、GS2、TUML1与低初始ROS相关,GR4、SH7与高初始ROS相关。8月上半月累计火周长在Castilla y León达1,529 km、Galicia达1,312 km,提示灭火饱和。夜间加速不能仅由地表天气和燃料解释,可能与火致对流(pyroconvection)和自由对流层耦合有关,C-Haines较高。影响方面,估计2,065例慢性过早死亡低于加州部分估计,但IP面积和人口更大;保护地影响存在空间差异。管理上,需大规模燃料管理和综合火管理,包括计划烧除、主动火管理、放牧、恢复废弃作物、灌木清除和间伐,并继续减少人为点火。局限包括卫星过火面积对小火灾的不确定性、FRP重建早期限制、MTG-FCI与VIIRS不可直接比较、健康估计未纳入住院、缺少操作资源数据、保护地过火面积不能直接等同于生态影响。未来展望认为,2025年可能预示无减缓气候变化和土地废弃下的极端火活动,需更长序列确认新火动态;火强度已增30—40%,夜间蔓延至少29%快于白天,灭火窗口收窄;2025极端季由低LFMC、高VPD、8月初热浪极端火天气、干雷暴和灭火饱和共同作用。研究结论翻译:在全球变化下,灭火可能变得不再有效,这提高了燃料管理和综合火管理的重要性。随着气候变化加剧,燃料管理将需要在越来越大的区域实施,而当前延迟管理行动可能增加未来成本。
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