物理学院俞妍课题组在野火的驱动机制研究上取得重要进展

北京大学物理学院大气与海洋科学系俞妍助理教授课题组在野火的驱动机制研究上取得重要进展。2025年2月19日相关研究成果以《对流潜势和燃料丰度补充近地面天气，调控全球野火》为题，在线发表于《科学·进展》。

　　

北京大学物理学院大气与海洋科学系俞妍助理教授课题组在野火的驱动机制研究上取得重要进展。2025年2月19日相关研究成果以《对流潜势和燃料丰度补充近地面天气，调控全球野火》（“Convective potential and fuel availability complement near-surface weather in regulating global wildfire activity”）为题，在线发表于《科学·进展》（Science Advances）。

野火是发生在自然植被上的生物质燃烧现象，近年来频发的极端野火事件对人民生命健康和财产安全都造成了严重威胁，同时影响着全球气候和生态环境。过去的研究常常把野火归因于近地面天气，即干、热、大风天气有利于野火发生，在此基础上开展野火的业务预报和野火在全球变暖下的长期趋势预测。但是，从生物质燃烧的原理上看，野火的发生依赖点火来源，野火的发展程度也取决于燃料丰沛程度。那么，点火来源和燃料丰度对全球野火的发生发展究竟有多大的贡献？点火、燃料与近地面天气又如何协同调控野火？这是本研究希望回答的科学问题。

针对上述问题，俞妍团队基于卫星遥感、陆面模式和气象再分析产品，整合出覆盖2012—2023年间全球逾百万次野火事件的数据集，包含了野火的时空范围、燃烧强度、近地面天气条件、燃料丰度和干燥度、闪电和对流潜势。在此基础上进行统计分析，量化大气和陆面条件对野火的协同调控过程。

研究发现，近地面天气仅能解释全球部分可燃区域的野火短期到长期变化。在受人类活动影响程度较低的区域，野火的发生和强度依赖闪电点火及大气中低层上升流带来的近地面氧气辐合；而在植被较为稀少的灌木和草原生态区，野火的发生发展对燃料丰度较为敏感 （图1）。进一步，研究发现近地面天气对野火的驱动作用受到大气对流和陆面过程调制：近地面大气干燥（这一利于野火发生的气象条件）不利于对流和闪电的发生，在人为点火源稀少的地区，近地面干燥反而抑制了野火的发生；近地面大气的长期干燥伴随土壤干旱，不利于植被生长，在本来植被稀少的地区抑制了野火的发展。由此可见，野火的发生发展不仅仅取决于近地面天气，更是一个陆面-大气耦合的问题。因此，野火的业务预报和长期趋势预测需要同时考虑近地面天气、大气对流和地表植被。

图1 对流有效位能和燃料丰度对野火发生的调控作用。在有利于发生野火的近地面天气下，有时发生野火，有时不发生野火。A，发生野火与不发生野火时的对流有效位能（CAPE）之差，B，发生野火与不发生野火时的燃料丰度之差。打点区域内，多次事件中差值的符号一致。左下角柱状图展示了不同颜色及统计一致性占对应类型的可燃区域面积百分比：A图中按照闪电点火的丰沛程度分类，B图中按照植被覆盖类型分类

北京大学物理学院大气与海洋科学系博士生苏洪萱为第一作者，俞妍为通讯作者，合作者包括南京大学大气学院郭维栋教授和美国能源部橡树岭国家实验室毛嘉富研究员。上述研究工作得到国家重点研发计划支持。