摘要:圣迭戈市(San Diego)位于加利福尼亚州(以下简称“加州”)的最南端,是公认的全美国气候最宜人的城市。2025年1月中旬的某一天,我从圣迭戈市中心出发,沿着15号高速公路向北开了大约30公里,来到了一个名为斯克里普斯农场(Scripps Ranch)的高
进入21世纪后,地球似乎进入了燃烧模式,有记录以来规模最大的自然野火几乎全都发生在最近这20多年的时间里,这是为什么呢?
主笔|袁越
燃烧的加州
圣迭戈市(San Diego)位于加利福尼亚州(以下简称“加州”)的最南端,是公认的全美国气候最宜人的城市。2025年1月中旬的某一天,我从圣迭戈市中心出发,沿着15号高速公路向北开了大约30公里,来到了一个名为斯克里普斯农场(Scripps Ranch)的高档社区。这个社区位于一片丘陵地上,大部分房屋建在半山腰。这里的房子均为新建的独栋别墅,目前的均价约为每栋140万美元。别墅之间的距离虽然很近,但房子周围的绿化做得非常好,自然环境相当不错。
还有一些小山包尚未被开发,光秃秃的山坡上覆盖着一层低矮的黄色灌木,看不到一棵像样的树。但几乎每个山谷里都长满了高大的桉树,空气中弥漫着桉叶油特有的香气。我走进一片桉树林,地面上覆盖着一层厚厚的杂草。因为缺水,草叶早已枯黄,每走一步脚底下都会发出刺耳的嘎吱声。如此干燥的杂草很容易着火,而这些地面火也很容易通过遍布林中的低矮灌木和树枝一路向上,点燃富含油脂的桉树叶,一旦树冠被点燃,整个林子就很难保住了。
2003年10月26日,加州圣迭戈市斯克里普斯农场,消防员准备扑救一处燃烧的住宅
果然,走了没多远我就发现了一个被烧焦的树桩,胸径足有半米多,生前一定是一棵参天大树。再往里走了一点,我又发现了一棵粗壮的死树,黑黝黝的树皮明白无误地揭示了这棵树的死因。从残留树枝的形状来看,这很可能是一棵本地树种。它的死为旁边的一棵桉树腾出了地方,于是这棵来自澳大利亚的速生品种迅速抓住机会,已经长得比原树更加高大了。
虽然我不知道这两棵死树的品种,但我几乎可以肯定它们都死于2003年底的那场雪松大火(Cedar Fire)。那场大火开始于圣迭戈东部的克利夫兰国家森林公园(Cleveland National Forest),在圣塔安娜风(Santa Ana Winds)的助推下一路向西扩散,把整个斯克里普斯农场夷为平地。当时我就住在距离此地不远的拉霍亚(La Jolla),和斯克里普斯农场之间隔着两条高速公路。大火穿过了15号高速公路,却被805号高速公路挡住,没有烧到我家的那个区。
虽然已经过去了20多年,但我至今仍然清楚地记得那天被烟雾染成黄色的天空,以及铺满整个院子的一层灰白色的余烬。那场大火足足烧了12天才被扑灭,一共有2820幢房屋被烧毁,15人不幸丧生,经济损失高达13亿美元。大火被扑灭之后我专程去了趟斯克里普斯农场,看到了成片的碎砖烂瓦,以及被烧得只剩下黑色树干的一大片原始森林。那个地狱般的景象至今仍然存留在我脑海里,无法忘怀。
另一件让我记忆犹新的事情是,当年那场雪松大火是加州自20世纪以来规模最大的野火,过火面积高达11万公顷(1公顷等于0.01平方公里),其中大部分都属于森林自然保护区。记得我当时跟国内的家人说,我在一场百年不遇的超级大火中幸存了下来,可以吹一辈子牛了。
那时的我怎么也不会想到,当年那场排名第一的雪松大火如今却只能以比第11名多541公顷的成绩勉强挤进了加州野火前十榜单。换句话说,自那之后的22年时间里,加州一共发生过九次比雪松大火更严重的野火,而且它们全部发生在2017年之后。事实上,加州野火排行榜前20名当中有19场都是在21世纪发生的,排名第一的是发生在2020年的八月综合大火(August Complex Fire),过火面积高达41.8万公顷,差不多是雪松大火的四倍。
2020年美国的“八月综合大火”过火面积高达41.8万公顷,差不多是“雪松大火”的四倍。图为博尔德溪的消防员在消防站前集结,准备前往扑救火灾
另据加州林业和消防局(Cal Fire,以下简称“加州消防局”)所做的统计,在过去的这十年里,位于加州中部山区的六个县合起来大约有一半的土地都曾经被火烧过。
加州野火不但过火面积越来越大,而且火势也越来越猛,扩张速度越来越快。2024年7月开始的公园大火(Park Fire)只用了10天时间就烧毁了17万公顷的北加州原始森林,成为加州有史以来规模第四大的野火。2018年的营火(Camp Fire)虽然只烧了6.2万公顷,但因为火势过旺,消防人员来不及保护周围居民,直接导致85人死亡,是加州历史上死亡人数最多的火灾。除此之外,那场大火还烧毁了1.8万幢房屋,直接经济损失高达165亿美元,是到那时为止经济损失最惨重的加州火灾。因为那场大火的起因是输电线路老化造成的短路,所以负责为该地区供电的太平洋煤电公司(PG&E)被迫申请破产,由此造成的保险业损失也创下了加州的历史纪录。
不过,这个纪录恐怕很难保住了。2025年1月发生在洛杉矶的帕利塞德大火(Palisades Fire)和伊顿大火(Eaton Fire)合起来烧毁了至少1.6万幢房屋,其中有相当一部分是全球顶级富豪购买的豪宅。这两场大火的经济损失还在核算当中,但至少应该超过500亿美元,美国一家专门提供气象预报服务的媒体公司AccuWeather甚至给出了2500亿美元的最高估值。
超级大火笼罩地球
不仅加州野火越烧越猛,全世界都是如此。就拿刚刚过去的2024年来说,整个南美洲似乎都在燃烧。受灾最严重的是巴西,一共有4700万公顷的森林被毁,其中超过70%位于亚马孙热带雨林内;智利大火的过火面积虽然不大,仅有4.3万公顷,但因为火势发展速度太快,居民来不及逃走,一共有131人不幸丧生;另一个受灾严重的国家是玻利维亚,一共有超过400万公顷的森林和草地被烧,其中40%属于亚马孙热带雨林……最终,这场发生在南美洲的系列山火一共烧毁了8600万公顷的土地,是21世纪全球过火面积第二大的野火,仅次于2023~2024年的澳大利亚丛林大火。那场大火一共烧毁了1.45亿公顷的土地,造成10人死亡。
1月7日,美国加州南部地区突发野火,在圣塔安娜风的助推下一路向西扩散
排名第三的则是2002~2003年的澳大利亚丛林大火,那场大火一共烧毁了5400万公顷的土地,造成了7人死亡。事实上,澳大利亚在21世纪全球超级大火20强榜单一共上榜五次,是无可争议的21世纪全球野火冠军。加拿大紧随其后,一共上榜三次。其中2023年的加拿大山火一共烧毁了1850万公顷的森林,是该国有记录以来过火面积最大的森林大火。
除了美洲和澳大利亚这两个野火大户之外,欧洲也难逃野火的威胁。其中俄罗斯上榜三次,总的过火面积超过了2000万公顷。2018年的希腊山火(Attica Fire)排名第18,因为那场大火仅以4000公顷的过火面积烧死了104人,是到那时为止死亡人数第二多的野火事故,仅次于2009年的澳大利亚黑色星期六丛林大火(Black Saturday Bushfires)。那场大火一共造成了173人死亡,是澳大利亚有记录以来伤亡最惨重的一次野火事故。
这份榜单是以过火面积为主要标准而建立的,媒体喜欢将这类规模巨大的野火称为“超级大火”(megafire)。这个词在不同的国家有着不同的定义,比如欧洲通常把过火面积大于1000公顷的野火称为超级大火,但北美则把这个标准提高到了1万公顷。随着超级大火越来越多,一些美国媒体甚至将标准提高到了10万英亩,大致相当于4万公顷。
因为定义太过模糊,科学界并不喜欢用“超级大火”这个词,而过火面积也只是衡量野火危害的因素之一。比如,最广为人知的两场加拿大野火因为过火面积不够大,并不在上面的榜单上。一场是2016年发生的加拿大麦克默里堡(Fort McMurray)大火,虽然过火面积仅为59万公顷,但因为靠近城市,而且火势蔓延的速度极快,消防员来不及控制,导致2400幢房屋被烧毁,8.8万人被迫疏散,经济损失高达76亿美元,是加拿大有史以来经济损失最严重的自然灾害。加拿大记者约翰·瓦利恩特(John Vaillant)根据这场大火撰写的一本名为《火灾天气:来自更炎热世界的真实故事》(Fire Weather: A True Story from a Hotter World)被多家媒体评为2024年的必读书目,并进入了普利策新闻奖的终选名单。
另一场知名度极高的野火是2023年6月发生的魁北克(Quebec)大火,那场大火产生的烟雾被一股强劲的西北风吹到了纽约,让这座全球瞩目的大城市笼罩在一片黄色烟雾之中,直接导致大批航班延误,经济损失惨重。这件事让很多居住在东部的美国人意识到野火绝不仅限于北美大陆的西海岸,就连东海岸也在熊熊燃烧。而且野火不仅会影响到火场附近的居民,随风飘散的烟雾还会危及远方人群的身体健康。
2023年6月28日,法国消防员在加拿大魁北克拉鲁什湖扑救山火,当地时间6月4日,法国总统马克龙在社交媒体上宣布,法国派出上百名消防员赶赴魁北克地区,帮助当地消防队灭火
野火的危害
事实上,除了显而易见的直接危害之外,野火产生的烟雾所造成的危害其实更大。有些烟雾成分是有毒的,比如烟雾中含有的大量异氰酸(isocyanic acid)可以导致白内障和关节炎,增加患心血管疾病的风险。但更多的烟雾成分对健康的损害是间接的,比如大名鼎鼎的PM2.5和臭氧。
根据澳大利亚学者于2023年发表在《自然》(Nature)杂志上的一篇论文,全球有22亿人在2010~2019年间每年至少遭遇一次野火引发的空气污染事件,全球人口每年平均有10天生活在野火导致的糟糕空气中。另据美国国家海洋和大气管理局(NOAA)所做的研究,美国自1970年通过了《清洁空气法》(Clean Air Act)之后,空气中的PM2.5和臭氧水平一直在持续下降,但这个下降势头在2016年被终止,主要原因就是野火。全美国PM2.5污染最厉害的25座城市当中有23个在西部,那里正是野火灾害最严重的地区。2019年全美臭氧污染最严重的8座城市全在美国西部,野火同样是臭氧的重要来源。
著名的医学期刊《柳叶刀》(The Lancet)在2024年12月刊登的一篇论文,发现在2000~2019年间,全球范围内每年有153万例全因死亡可归因于景观火灾导致的空气污染,其中包括45万例心血管疾病死亡和22万例呼吸系统疾病死亡,其数量要比直接死于火灾的人数高三个数量级。更令人担忧的是,野火的健康影响存在显著的地理和社会经济差异,其中90%以上的死亡发生在中低收入国家。
值得注意的是,几乎所有关于野火的经济损失估算都没有把因为空气污染导致的额外健康支出算进来。根据2023年发表在《科学进展》(Science Advances)杂志上的一篇论文,2008~2018年间加州野火产生的PM2.5间接导致了52480人死亡,由此造成的额外医疗支出高达4320亿美元。
2023年6月7日,受加拿大野火带来的恶劣空气的影响,美国纽约市出现严重空气污染,民众生活受到影响,一名戴着口罩的男子在烟雾弥漫的街头拍照(视觉中国 供图)
野火产生的烟雾成分取决于燃料的性质和干湿度,以及火焰的燃烧状况。美国蒙大拿野火实验室的科学家通过实验证明,火焰的温度比可燃物的种类更重要。温度较低的闷火往往会产生更多的PM2.5,对健康不利,而温度更高的明火则会产生更多的氮氧化物,后者在阳光的作用下会生成臭氧,同样对健康有害。
另一个影响野火危害程度的重要因素就是风,不同的风速和风向会产生截然不同的后果。美国科罗拉多大学(University of Colorado,UC)的科学家通过对美国国家航空航天局(NASA)卫星资料进行分析,发现野火的扩张速度(而不是过火面积)才是衡量野火破坏力的关键因素。科学家们分析了2001~2020年间发生在美国的6万起野火,发现只有3%可以被归为“快火”(fast fire)的范畴,即每天的扩散速度大于16平方公里。相比之下,绝大部分野火的平均最高扩张速度仅为每天2.5平方公里。但是,这3%的快火导致了78%的建筑物损伤、66%的人员伤亡和61%的灭火成本(189亿美元),以及89%的经济损失,可以说快火才是对人类危害最大的野火种类。
令人担忧的是,该研究证明美国西部的快火扩张速度在过去的这20年里增加了250%,这才是最近几年的火灾越来越危险的真正原因。
野火的扩张速度和风速的关系最大,同时也与可燃物的性质有关。通常情况下,草原和灌木丛野火的扩张速度最快,森林火则是比较慢的。有记录以来扩张速度最快的一次野火发生在俄克拉何马州与堪萨斯州交界处的野火,那里是一大片干草草原,起火那天(2017年3月6日)正好赶上了每小时80公里的狂风,导致起火头两天的扩张速度达到了惊人的每天2142平方公里。如此快速的扩张仅靠人力根本无法阻挡,那场大火一直烧了16天才被扑灭,一共烧毁了151幢建筑,造成8人死亡。
如果同为森林且风速一样的话,火势的扩张速度是由何种因素决定的呢?加拿大不列颠哥伦比亚大学(University of British Columbia,UBC)的科学家在2025年1月3日出版的《科学》(Science)杂志上发表了一篇论文,证明燃料的含水量才是最重要的决定因素。最近这20年加拿大的森林大火之所以愈演愈烈,主要原因就是加拿大的气候变得越来越干燥,导致野火的扩张速度变得越来越快了。
这就引申出了一个关键问题:到底是什么因素让21世纪的野火变得如此凶猛?
极端野火与气候变化
全球范围内的野火真的越烧越旺了吗?根据2024年6月24日出版的《自然生态与进化》(Nature Ecology and Evolution)杂志上刊登的一篇论文,答案是肯定的。来自澳大利亚塔斯马尼亚大学(University of Tasmania,UTAS)的3位作者根据卫星数据绘制了一张全球极端野火增长图,证明在过去的21年里,全球极端野火的发生频率增长了2.2倍,其中有记录以来最严重的6场野火全都发生在过去的7年时间里。
文章还指出,同期全球野火的过火总面积反而呈下降趋势,但最严重的20场火灾的平均强度增加了2.3倍。换句话说,全球野火的影响范围其实在变小,只是强度增加了。但正如前文所说,野火的强度,而不是面积,才是衡量其危害的最直接的因素。
野火强度的增加是否和人类行为直接相关?答案似乎是否定的。根据加州消防局所做的统计,2024年加州一共发生有记录的野火6016起,除去不明原因的937起之外,有938起是人为纵火导致的,另有368起为电线短路引发火灾,汽车操纵不当也导致了598起火灾,闪电等自然原因所导致的火灾仅为171起,只占野火总数量的2.8%。从这个统计数字可以看出,绝大部分野火确实与人类活动密切相关,但人为因素引起的野火往往烧不大,因为大部分这类野火都位于人口密集的区域,消防力量更强。事实上,加州有史以来规模最大的20场野火当中有8场来自闪电,因为闪电火往往发源于人迹罕至的密林深处,最终发展成超级大火的可能性更大。
换句话说,随着人口数量的上升和活动范围的扩大,人为原因引起的野火数量肯定会有所上升。但因为消防能力的提升,大部分这类野火都烧不大,全球野火总面积不升反降就是明证。因此,全球野火强度的指数级增长必须另找原因,而很多人首先想到的原因一定是气候变化。
我们可以想出很多理由把野火和气候变化联系起来。首先,火肯定更喜欢高温天气,地球大气平均温度正逐年上升,2024年的升温幅度(相比于工业革命前)更是首次突破了1.5℃的极限值。要知道,这只是平均值,很多地区的升温幅度要比这大得多,而21世纪以来的绝大部分超级大火都和当地的热浪重叠,这绝不只是巧合。
比如,前文提到的麦克默里堡大火发生前当地的最高气温竟然飙升到了32.8℃,而当地在5月初的最高气温通常不会超过20℃。再比如,2020~2021年加州经历了一次长达两年的热浪天气,而加州有史以来发生的规模最大的两起野火均发生在这段时间内。类似的案例还有很多,比如希腊、俄罗斯和澳大利亚的那几场超级大火也和当地的热浪天气在时间上相吻合。
2018年7月30日,希腊民众聚集在希腊议会大厦前,悼念希腊山火中的遇难者
另外,高温还会以另外一些隐秘的方式增加野火的扩张速度。2018年发表在《公共科学图书馆/综合》(PLOS ONE)杂志上的一篇论文证明,高纬度森林地区的升温速度是全球平均水平的四倍,导致北方森林变得越来越开放。文章指出,此前的北方森林主要以低纬度的密集森林(树冠覆盖率大于60%)和高纬度的稀疏森林(树冠覆盖率5%~15%)为主,前者因为林下植被较少,不太容易着火。后者则因为燃料不足,火势不容易扩张。但高温让这种双峰模式相互靠拢,变成了介于两者之间的开放状态。这种状态最有利于火势的高速扩张,而这就是加拿大和俄罗斯等地野火越来越旺的重要原因。
不过,相比于高温,干旱更有可能是导致野火规模越来越大的主要原因。2023年8月30日发表在《自然》杂志上的一篇论文显示,气候变化导致加州山火频率增加了25%,而气候变化最主要的贡献点就是降低了木材的湿度,让火势更旺。不但如此,因为气候变化让旱季变得更长了,导致2003~2021年间美国西部的火灾季时长比1973~1982年增加了84天,超级大火的平均持续时间则从原来的6天增加至50天。
气候变化导致的高温和干旱还改变了野火的燃烧状况。2024年3月13日出版的《自然》杂志刊登的一篇论文,发现如今的野火不再像往日那样只在白天燃烧,而是会一直持续到整个夜晚,这个新模式与野火的燃烧面积越来越大有着直接的关联,相关度超过了99%。
另一篇发表于2024年8月5日出版的《自然》杂志的论文则发现高温导致现在的野火燃烧得比以前更加猛烈,出现火积云(pyrocumulonimbus)的概率增加了。火积云又名火风暴,指的是火焰上方空气强对流而形成的厚密积雨云,和火山爆发或者原子弹爆炸形成的蘑菇云非常相似。这种云会产生闪电,从而点燃远处的可燃物,是野火迅速扩张的主要推动力之一。火积云在2023年之前并不常见,全球范围内的火积云最高年度纪录仅为102个。而在2023年的野火季,仅在加拿大就观察到了140个火积云!如此多的火积云很好地解释了为什么2023年之后的野火扩张速度比以前明显加快了,比如2024年的两起加州超级大火的扩张速度比旧模型的预测速度快了两倍。
2024年9月10日,美国洛杉矶,名为“桥火”的野火持续蔓延,因此产生的火积云笼罩在城市上空(IC photo 供图)
更糟糕的是,森林大火会向空气中释放大量二氧化碳,加剧气候变化。也就是说,气候变化和野火之间形成了一种基于正反馈的恶性循环。要想解开这个死结,就必须把野火和气候变化分隔开。这就涉及一个更为关键的问题:野火的泛滥除了与气候变化有关之外,还有别的原因吗?
答案是肯定的,其中一个重要理由就是发展中国家在野火排行榜上的缺席。
通常情况下,受气候变化影响最大的都是发展中国家,但野火是个罕见的例外。如果不算俄罗斯的西伯利亚地区的话,前文提到过的21世纪全球野火榜单中见不到任何一个亚洲或非洲国家或地区的身影,但实际上这两大洲都曾经是野火的重灾区。比如,非洲之所以会有那么大一片稀树草原(savanna),与该地区历史上多次出现的超级大火密不可分。再比如,20世纪全球规模最大的一场野火就发生在中国,这就是举世闻名的1987年大兴安岭特大森林火灾。那场大火的官方统计过火面积高达300万公顷(包括境外部分),是20世纪全球过火面积最大的野火。
这个纪录直到21世纪才被美洲和大洋洲等地的超级大火打破,而自那之后中国却再也没有发生过类似级别的超级大火了。难道说中国不再有野火了吗?答案是否定的。这段时间中国境内的野火一直没有断过,比较有名的包括2015年6月发生的大兴安岭森林火灾,2020年3月发生的四川西昌森林火灾,2021年4月发生的云南大理森林火灾,以及2024年2月发生的贵州山火。2025年春节过后,西藏日喀则市、察隅县和四川雅江县多地又发生了好几起森林火灾,好在发现得早,又是白天,目前没有人员伤亡的报道。
总的来说,所有发生在21世纪发展中国家的野火规模都较小,和同期发生在发达国家的野火不可同日而语,这是为什么呢?我专程去了趟洛杉矶(Los Angeles),试图找出答案。
来源:乘风破浪的漂流瓶