气候变化时代的野火风险管理

摘要

介绍

自历史开始以来，野火就一直存在，古生物学证据表明，早期的森林火灾大约在3.83亿年前开始蔓延(1)。随着人类的进化，森林火灾被允许燃烧，这取决于人类定居者的目标(2)。例如，即使在19世纪后期出现了灭火能力，美国的火灾控制工作也集中在定居点周围，而其他地区的火灾则没有减少(3)。

尽管林业、火灾科学和消防技术取得了令人印象深刻的进步，与200年前相比，荒地消防能力也有了飞跃，但野火造成的死亡人数仍在上升。2024年2月初在智利瓦尔帕莱索发生的野火造成130多人死亡，是自2010年Mw ~ 8.8级地震和海啸(4)以来该国最致命的自然灾害，发生在被称为“特大干旱”(5)的地方。2023年8月8日的毛伊岛火灾造成了自1918年Cloquet和Moose湖火灾以来美国死亡人数最多的火灾。他们数量全国第五次致命事故记录(6),它被认为至少是可以避免一些伤亡有疏散命令或紧急警报(7、8)。这场灾难后不到两个月在夏威夷,全国测试集成的公共预警和预警系统建立的联邦应急管理局(FEMA),最先进的能力已成为世界各国的模型,这清楚地提醒了人们野火风险的复杂性。

美国国家科学院、工程院和医学院(9)指出，野火烟雾可以顺风传播相当长的距离，污染室内和室外空气、室内表面、土壤、地表甚至饮用水。空气污染的羽流运输是一个阴险的，但有效的来源的发病率和死亡率。Kollanus等人(10)估计，仅在欧洲，2008年就有1080人因大气中由野火引发的细颗粒物过早死亡，南欧和东欧受到的影响尤为严重。2018年的坎普大火(加利福尼亚州巴特县)导致240英里外的旧金山市中心的PM2.5浓度在事件发生后的两周内达到峰值，比美国基准高出约6倍，约为美国基准的两倍。Chen等人(12)发现，野火产生的细颗粒物与全球范围内心血管和呼吸系统死亡率的增加显著相关，并估计2000-2016年43个国家和地区749个城市的相关死亡人数为3.3万人，约占总死亡人数的0.6%。

许多野火造成的破坏并非没有重大的社会和政治后果。受野火影响的社区面临着死亡、受伤、生计丧失、房屋破坏和心理影响的创伤。尽管提供了救济援助，但决策者往往会因为他们没有做的每件事而面临选民的愤怒，例如，发布警报和疏散命令。选民们倾向于惩罚那些因野火造成死亡和破坏的现任者，因此官员们会找替罪羊，并否认责任，这使得法医分析异常困难。

森林火灾风险存在于气候变化与发展的融合中。根据NASEM(9)的报告，美国的WUI在过去50年里扩大了50%，是增长最快的土地利用类型，预计到2030年还会再增加10%。遏制野火造成的死亡和破坏需要将不同的科学学科整合到政策中。在这里，我们将首先回顾三场火灾，以阐明所带来的挑战，然后讨论气候变化如何增加火灾活动，即火灾的频率和强度。我们将探讨政府是如何应对的，我们认为，尽管短期内需要提高灭火能力，但从长远来看，在财政上可能是不可持续的。

过去五年发生了三起灾难性的火灾

拉海纳，毛伊岛，HI

2023年8月8日，夏威夷毛伊岛不同地区发生火灾。其中一场大火摧毁了历史悠久的拉海纳镇，造成98人死亡，成为一个多世纪以来美国最致命的野火。

毛伊岛对植被火灾并不陌生。然而，8月8日，干燥的植被和强劲的降风攀升至每小时约125公里，导致火灾迅速蔓延失控。为了应对岛上发生的多起事故，消防资源捉襟见肘。拉海纳遭到了破坏，大约1800座建筑中的大部分被完全烧毁。一些人在海上寻求庇护，而另一些人在试图撤离时在他们的汽车中被烧毁(7,8)。

随着火灾的爆发，毛伊岛县的广播紧急信息和社交媒体帖子提供了一些地区的最新情况、警报和疏散呼吁，但显然没有拉海纳，这是一个人口稠密的地区，逃生路线有限。混乱的信息传递和延迟的疏散警报(如果发生的话)也没有帮助。

看看时间轴上的里程碑，下午3点30分左右，拉海纳北部的一条主要道路被关闭，原因似乎是早些时候的一场火灾。毛伊县的社交媒体页面直到下午4点46分才宣布关闭，整个地区的疏散命令似乎在道路关闭时没有发布，甚至在道路关闭后不久也没有发布。毛伊岛官员声称，短信警报已经发出，但电力和手机中断使居民无法收到短信。一些幸存者报告说，在大火到达他们之前没有收到任何警告信息，而至少有一名游客报告说，在道路封闭后47分钟的下午4点17分，他们的手机收到了紧急警报。许多当地居民报告说，直到大火靠近他们才知道火焰正在逼近，一些人说他们是被邻居通知撤离的。到下午5点19分，大火已经蔓延到拉海纳的海滨，到下午5点33分，人们开始在水中寻求庇护。

这一切都很令人惊讶。2018年毛伊岛发生的火灾不仅有类似的问题，而且夏威夷拥有世界上最先进的海啸预警系统之一，自1946年以来一直在微调，1946年阿留申海啸(13)之后，17米高的海啸袭击了这些岛屿，夺走了159人的生命。警报器是岛屿预警能力的一个组成部分，但当地政府为他们在这次火灾中没有启动警报器的决定进行了辩护。机械警报器，如夏威夷的全危险全州户外警报系统，发出单一的声音，提醒人们即将发生的危险，但不提供有关危险性质、严重程度和最重要的保护行动指导的信息。请注意，警报系统被称为所有危险，包括野火，并声称是世界上最大的。

为了有效，警报器需要与单一的明确的保护行动相关联(14)。事实上，毛伊岛县曾建议人们“当听到非预定测试的警笛声时，请收听当地广播/电视/有线电台的紧急信息和官方当局的指示。”如果你在海岸线附近的低洼地区;疏散到高地、内陆或垂直到混凝土建筑的4层及以上。”换句话说，毛伊岛居民得到的信息是不完整的——提到疏散到高地可能是为了应对海啸紧急情况，但在说明中没有提到海啸。这种令人困惑的信息正是应急管理人员被教导要避免的，然而，在事后，地方当局声称他们没有别的办法。

8月6日发布的大风观察报告称，直到8月8日晚，当飓风多拉从夏威夷群岛南部经过时，毛伊岛将从东北方向刮起大风。8月7日，该警告升级为毛伊岛大风警告，并预测从东部吹来大风。夏威夷的火灾危险是由天气决定的，因为植被在亚热带极端降雨下迅速生长，在干旱时期迅速干燥(15)。8日，由于岛上的干燥天气和强烈的东风，再加上西海岸人口密集地区，形成了危险的局面。事后看来，这种组合可能已经达到了发出潜在极端火灾行为警告的标准。

毛伊岛灾难引发了政治反弹和法律纠纷。州和国家层面对他们对这一情况的处理受到了审查。灾难发生几周后，毛伊县紧急事务管理局局长辞职。火灾发生三个月后，州长宣布设立一项1.5亿美元的恢复基金，帮助那些在火灾中受伤或失去家人的人，如果他们放弃提出相关法律索赔的权利。该基金最初由夏威夷州、毛伊县、夏威夷电力公司和卡梅哈梅哈学校支付，所有这些学校都在野火的法律诉讼中被点名。

马蒂斯著名,希腊

夏威夷的应急和民防管理人员应该更清楚这一点。五年前，几乎就在同一天，2018年7月23日，希腊马蒂发生了一场相当小的丛林大火，造成104人死亡。马蒂是一个海滨社区，人口约5000人，位于雅典以西约30公里处，是一个受欢迎的夏季旅游目的地。7月23日，从彭特利山(Mount Penteli)降下来的强风以每小时95公里的速度(阵风超过110公里/小时)将大火迅速推过干燥的植被，导致火势迅速蔓延，在大约半小时内从城镇以东最近的高速公路蔓延到海边，蔓延了半英里。总的来说，大火花了两个小时才从起火的地方蔓延到最近的海滩——安全摄像头拍下了起火的画面。大约1200座建筑被大火烧毁。

当人们试图逃离时，他们的汽车被烧毁，而数百人逃到附近的海边悬崖，徒步到海滩，并在几小时后从水中撤离。大量的消防资源已经投入到东部约80公里处的一场重大事故中，因此用于Mati火灾的资源有限。

在马蒂，没有预警，人们在火焰距离数百英尺远时自行撤离，或者在邻居的鼓励下这样做。据报道，一些警察和消防员挨家挨户地敦促人们撤离，但由于缺乏撤离计划，导致了一系列交通管理失误，其中一次导致撤离人员返回火场。政府和民防组织否认对此事负责，并声称即使事后诸葛明之，他们也无能为力。尽管火势蔓延迅速，但我们使用基于代理的疏散模型进行的计算表明，如果有适当的疏散计划和公众警告，该地区的人员可以及时疏散。

与毛伊岛不同，马提岛灾难的法律和政治后果具有历史意义。起初，有人对科学家进行人身攻击，因为他们公开表示，缺乏疏散令导致了高死亡人数。在COVID大流行的头几个月里，几个国家也发生了这种情况——政府正在射杀信使。然而，公民保护副部长、公民保护秘书长、希腊消防局局长和希腊警察局长最终辞职。那些失去亲人和/或家园的人对政府提起了一系列疏忽诉讼。此外，为期四年的刑事调查在2022年10月31日开始的审判中达到高潮，21名民选和任命的高级官员面临重罪指控。2024年4月29日，21名被告中的6人被判过失杀人罪。一些人认为，这场火灾的善后处理导致政府在一年后的全国选举中失利。

在我们不懈的倡导、各大报纸的社论和实际的实施工作之后，接管的新政府推出了112紧急通信服务。新的服务集成了统一的、多机构的公共安全应答能力，基于欧洲紧急号码1-1-2和一个全国性的、综合的公共警报和预警系统。民防总秘书处(即该国的国家应急管理机构)现在使用该系统向公众提供有效的救生信息。警报信息主要通过手机短信和其他通信途径传递。此外，2020年投票通过的新立法确立了一种全灾害规划方法，要求各市根据需要编制一份单一的应急行动计划，并附有针对具体灾害和基于职能的附件。撤离附件现在是强制性的。

毛伊岛和马蒂岛的火灾有着惊人的相似之处。干燥的植被和大风将火灾推向下坡的人口稠密地区，疏散路线差，加上消防资源不足，导致两起火灾迅速蔓延失控。防备失败、预警能力差以及疏散计划明显不足导致了高死亡人数。在这两个地方，人们在汽车中被烧，在马蒂，一些人是因为缺乏疏散计划，导致司机被重新引导回地狱，而在拉海纳，可能是因为疏散延误和道路封闭造成的混乱。在这两起事件中，官员们都声称呼叫中心不堪重负。这两起事件都有政治影响，在这两起事件中，官员都放弃了责任，声称即使事后诸葛明，他们也不会采取任何不同的措施。

WUI火灾不必如此可怕。

罗兹,希腊

2023年7月18日，希腊罗得岛发生火灾。大火最初被限制在岛上的山区中心，但在第四天，在强劲的北风的推动下，火势向南蔓延。到7月23日，大火已经蔓延到该岛的南部海岸，烧毁了超过16000公顷的土地。由于全国各地同时发生多起火灾，尽管欧盟国家和美国派出了增援部队，但资源仍然捉襟襟肘。该岛是地中海最受欢迎的旅游目的地之一，每年有超过200万游客，面积与毛伊岛大致相同。

当涉及到撤离时，游客是一个令人烦恼的挑战，尤其是因为他们对东道国语言的熟练程度有限，而且他们对所访问的地区缺乏熟悉。然而，希腊当局能够在半天内从罗德岛受灾地区疏散2万多名当地居民和游客，这是希腊有史以来最大规模的野火疏散(17,18)。当大火逼近居民区时，该国的公共警报和预警系统发出了多次疏散信息。罗兹岛大火的整体蔓延速度较慢，这可能使人们能够及时撤离。然而，对于希腊来说，疏散的规模是相当大的，对于像罗德岛这样的岛屿来说更是如此，我们认为，如果没有公共预警系统和一个行之有效的应急管理程序，比如112，结果将会大不相同。最终，大火摧毁了房屋、酒店和其他企业，但唯一的伤亡是一名志愿消防员的悲惨损失。灾后有效的危机管理值得注意，因为大多数撤离者从第一天晚上起就住在酒店或由当地人接待。虽然一开始游客数量急剧下降，数百个入境航班被取消，但在三周内就恢复了正常。

荒地-城市界面风险与气候变化

荒地-城市界面的挑战

更多的人居住在WUI地区，增加了点火的机会。Moritz等人(19)确定了几个社会生态联系，并关注了人类对生态系统的影响及其与人类的相互依赖性。虽然偏远地区的火灾通常是由雷暴引发的，但大多数野火似乎是人为造成的(20)。因此，毫不奇怪，美国在WUI中发现了火灾活动的热点(21)，而据报道，欧洲95%的野火是由人为疏忽或纵火引起的(22)。Radeloff等人(23)指出，自20世纪90年代以来，由于房屋数量的增加和燃烧面积的扩大，野火试验中的房屋数量翻了一番。根据全球EM-DAT数据库(24)，过去四十年中全球与野火有关的死亡人数显示，10%的火灾似乎造成了78%的死亡人数(图1)。此外，每年最致命的一次火灾平均造成了该年所有死亡人数的65%。换句话说，少数火灾造成了绝大多数人的死亡，而10起最致命的火灾中有8起发生在WUI。

图1所示。

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1970-2023年每年野火死亡人数(24)。

WUI的火灾对灭火和应急响应提出了独特的挑战。首先，城市和荒地的灭火战术是根本不同的，WUI灭火本质上涉及近距离，战术不兼容可能出现。城市火灾通常会有固定来源的多次暴露，使用水或泡沫直接射击是常态。另一方面，荒地消防技术往往涉及间接攻击(25,26)。例如，可以使用火线来中断燃料的连续性，或者可以使用逆火来剥夺火焰的氧气。在WUI中，暴露通常涉及长火焰前和多个点火源。在WUI火灾中，建筑消防队员与野外消防队员距离很近，这往往给沟通和协调带来挑战，特别是当他们来自不同的组织和辖区时。

不同的消防策略也意味着不同的设备。野外消防的个人防护装备更轻，因为露天的结构和大气危害更有限，而且机动性是必不可少的(26)。野地消防车通常更小，携带的设备更少，以保持移动。这种在荒野中必不可少的机动性可能会成为限制因素，甚至可能成为WUI消防员的危险来源。

此外，延迟的火灾报告或增加的响应时间增加了孤立房屋和其他结构的火灾风险(27)。通往火线很有挑战性，因为小的乡村道路和覆盖的桥梁可能会限制任何东西，除了最小的消防车，而且互助资源可能会发现在地图不清晰的乡村道路上导航是一种障碍。此外，由于缺乏消防栓或停电期间的故障，水供应可能会短缺(28)。2018年和2023年的拉海纳大火，以及2024年智利Viña德尔马大火都是这种情况，这是在本文审查期间发生的。

其次，在WUI火灾中经常需要疏散，但与在河流洪水、山体滑坡和其他自然灾害之前或涉及危险物质的事故之后实施的有组织疏散有很大不同。野火疏散通常是在很短的时间内决定和实施的，特别是因为预测天气和预测火灾行为的困难。特别是在澳大利亚，曾有过关于“留、守还是走”的争论，但讨论似乎已倾向于“走”(29)。应急计划有助于减轻这种不确定性。可以分析少数疏散行动方案，并将其纳入应急计划，根据居民区和火灾范围的相对位置，以及当前和预计的天气、地形和燃料情况，提供备选方案。例如，在葡萄牙，预先设计的疏散路线和避难所地点在灾难发生前就告知了公众，从而减少了需要疏散时的清理时间(30)。

无论如何，许多WUI地区的疏散选择都很差，不仅因为道路狭窄蜿蜒，而且交通拥堵(31)。例如，2007年古奥林匹亚以南的希腊阿特米达村发生火灾，当时有23人(包括3名季节性消防员)在疏散时被困在一条狭窄的乡间小路上，这是唯一的选择。在2018年北加州的营火中，工作人员用自己的车辆从当地医院疏散病人。有一次，从树木茂密的地区驱车到安全地带据称花了大约三个小时。这是一个很难及时撤离的地形，尽管如此，仍有40 000多人设法撤离。据报道，至少有50%的居民没有收到警报，但如果完全没有警报，死亡人数可能会远远高于84人。另一个例子是，在2015年mount Law野火期间，不列颠哥伦比亚省West Kelowna的居民被要求撤离，导致严重的交通拥堵(34)。

在这种不经意间的快速行动节奏下，通过提前通知人们来缩短决策和实际疏散之间的时间至关重要。马提岛和毛伊岛，以及较小程度上的天堂岛——这三起事件都是由于公共警报和预警系统的缺乏或失败而引起的。

第三，野火可以迅速蔓延，失去控制，并增加复杂性。大型火灾是最复杂的事件之一，尤其是因为涉及的地理区域、涉及的资源数量、组织复杂性、管辖边界、天气和预测火灾蔓延的难度(36-39)。由于对生命、财产和关键基础设施的威胁，以及政治敏感性，WUI火灾增加了更多层的复杂性。例如，据报道，在Mati火灾期间，政客们打电话给消防部门，要求优先分配资源，以帮助朋友和亲戚。气候变化是增加极端火灾行为可能性的因素之一，因此使消防变得不那么常规，同时使火灾本身变得更加常规。

第四，野火与关键基础设施有着错综复杂的关系，并形成复杂的反馈回路，从而导致复合事件(40,41)。随着野火的发生，能源生产和发电资产以及电网的风险增加。电力线可以通过各种机制点燃野火，火灾可以破坏电力设施资产，造成大范围的停电(42)。加州最大的公用事业公司太平洋天然气和电力公司(Pacific Gas and Electric)对过失杀人罪表示认罪，并于2019年初申请破产，对引发2018年“坎普大火”(Camp Fire)的电线倒塌承担责任，据称这是当年全球损失最大的自然灾害。夏威夷电力公司目前因涉嫌在毛伊岛大火中玩忽职守而面临诉讼。在另一端，在马蒂，该国的国家电力公司坚决拒绝接受甚至是关于其靠近点火点的一条电线可能引发火灾的建议，并且到目前为止已经逃脱了火灾。

野火的级联效应增加了代理产生的需求，并使响应产生的需求复杂化(40,43)。几乎所有重要的基础设施资产都可能受到野火的影响，甚至包括水处理厂。火灾可以融化地下水管，从而影响消防工作，还可以摧毁通信塔和变电站。然后，运营商需要找到解决方案或进行临时维修，以恢复对优先客户(通常是其他关键基础设施系统)的服务。与此同时，政府需要与运营商和受影响的关键客户合作，提供备用解决方案。一个恶性循环随之而来，因为基础设施的损坏延迟了响应和短期恢复工作，这反过来又减缓了恢复和修复(44)。

气候变化和野火风险

野火与气候变化有着错综复杂的关系。Bowman等人(45)估计，野火对19%的人为辐射强迫负有责任。气候变化确实会导致更高的温度和更干燥的环境，这为火灾的发生和蔓延提供了更容易的条件。Flannigan等人(46)估计，到本世纪末，北部高纬度地区的火季每年将延长20天。IPCC第六次评估报告(47)指出，预计世界许多地区的火灾天气将增加，全球变暖2度的情景预计将使全球烧伤面积增加35%。这些估计得到了区域研究的证实，这些研究指出，人为引起的野火数量、燃烧面积和野火风险都在增加(21,48 - 56)。

这些情景并不是虚构的，因为气候变化已经在增加世界各地的野火风险。火灾易发地区正向极地延伸至以前未受影响的地区。Jolly等人(2015)发现，到2013年，大约四分之一的地球植被表面的火灾季节延长，导致全球平均火灾季节长度比1979年增加了18.7%。他们还估计，在1979年至2013年间，受较长火灾天气季节影响的可燃面积增加了一倍。此外，与1979-1996年相比，1996年至2013年期间，全球一半以上植被面积的长火天气季节频率增加。区域研究证实了这些全球调查结果，表明在火灾季节火灾数量和燃烧面积增加，以及大火的规模、范围和频率增加(49,56 - 61)。人们一致认为，迄今为止采用的以扑灭野火和森林管理为中心的传统策略已不再有效地应对特大火灾，特大火灾的定义各不相同，但通常是指燃烧面积超过4万公顷的火灾。

此外，夜间燃烧事件(OBE)被定义为夜间燃烧的火灾，最近正在改变过去熟悉的昼夜火灾循环。Luo等人(62)发现，在2017-2020年期间，燃烧面积超过1000公顷的1084次火灾中，有20%是OBEs，在夏季达到峰值，主要与干旱有关。Balch等人(50)声称，在过去30年里，世界范围内所有可燃土地的可燃夜晚增加了7个，并发现夜间火灾的强度增加了约7%，而蒸汽压赤字增加了25%。在美国西部，他们估计同期增加了11天。毫无疑问，脱欧现象正在加速。

图2描述了2012年至2022年期间欧洲、加拿大和美国的特大火灾，这是根据三个不同的数据集编制的。欧洲森林火灾信息系统由欧洲委员会联合研究中心运营。燃烧面积是根据卫星图像估计的，这些信息直到2023年才可用。加拿大自然资源部维护加拿大野火信息系统，该系统基于加拿大消防管理机构(包括各省、地区和加拿大公园)提供的信息汇编。在撰写本文时，数据仅在2021年之前可用。在美国，国家机构间消防中心开放数据站点提供了丰富的野火相关地理空间信息。该数据集包括到2023年向野火信息事件综合报告服务报告的野火。

图2。

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2012年至2022年间，欧洲(63座)、加拿大(64座)和美国(65座)将发生特大火灾。

从图2的地图中得出的一个结论是，缺乏一个统一的系统来报告世界各地的野火。世界各地的野火数据收集是一项高度本地化的工作。数据收集技术差别很大，从编制消防部门的报告到高度复杂地使用卫星图像。尽管大多数G20国家以其官方语言发布半定期的年度野火统计数据，但个别火灾的数据通常很少。更糟糕的是，各国报告的信息在内容或粒度上几乎没有任何一致性。

最后，尽管野火对森林的短期和长期影响因树种在火灾后的再生能力而异，但林地灭火行动的规模和成本都在增加。成本增加的部分原因是WUI的财产保护成本较高，而城市化将进一步推高成本。从1985年到2016年，美国的野火扑灭成本增加了四倍(21)。

讨论和建议:改进减少野火风险的工作

在涉足未知领域的同时，各国政府已调集资金用于提高灭火能力，其中空中灭火占据了最大份额。在破坏性特别大的火灾或非常活跃的火灾季节之后，准备工作往往会有所改善。例如，随着欧盟国家野火发生率的增加，欧盟委员会成立了“rescEU”，用于采购固定翼和旋翼消防飞机，以建立最后的缓冲能力。因此，rescEU的空中消防机队在2023年翻了一番，达到28架飞机，并订购了12架飞机。

希腊一直依赖由国有和租赁飞机组成的联合空中灭火机队。这个国家发现自己陷入了双重困境，面临着越来越严重的火灾季节，就在它刚刚摆脱一场严重的金融危机时，这场危机基本上阻止了对昂贵资产的收购。它一直在逐步租赁更多的消防直升机和飞机。在经历了一系列毁灭性的火灾季节之后，2020年，政府宣布了“宙斯盾”计划，这是一项耗资20亿欧元的庞大计划，其中三分之一将用于使该国的空战机队基本增加一倍。2022年，希腊消防局(Hellenic Fire Service)还设立了直升机救护队(helitack crews)，即由直升机运送消防队员前往难以接近的野火爆发点。

法国在2022年面临着一个特别活跃的季节。总烧毁面积为7.2万公顷，几乎是2021年的5倍，是2017年的3倍左右。为准备2023年，它在其38架飞机的基础上又增加了9架固定翼和旋转翼飞机。野地消防车突击队也从2022年的44支增加到2023年的51支(68支)。根据美国国会预算办公室(69)的数据，2016年至2020年期间，联邦政府在野火扑灭和灾害援助方面花费了175亿美元。在加州，随着火灾季节的扩大和一系列毁灭性火灾的发生，林业和消防部门最近购买了12架新的消防直升机，并计划在其机队(70架)中增加7架空中加油机。

另一方面，缓解和预防野火历来受到的关注和资金较少。例如，希腊林务局几十年来一直人手不足，各项活动协调不力，资金不足(71)。Feo等人(72)指出，加州“长期以来在预防和缓解方面投资不足”。这些例子表明，选民经常奖励那些提供救灾的政治家，而不是那些在备灾方面进行投资的政治家，在减灾和适应方面的投资就更少了，因此政府投资不足(73)。

Moritz等人(19)认为“文化和制度系统影响公众对野火的反应，心理和社会动态也是如此”。虽然总体而言是正确的，但最近WUI火灾的死亡人数表明，公众正逐渐倾向于撤离。最近的研究表明，公共教育可以促使选民支持减灾和备灾(74)。坊间的野火政策例子表明，过去几年的气候变化教育可能有助于影响公众舆论，使其支持减轻野火。例如，为了准备2022年的火灾季节，希腊政府花费了7200万欧元，相当于两架中型消防飞机的成本，用于两个全国性的野火减灾项目，包括(i)减少燃料和清理以及(ii)森林间伐;这样的投资在五年前是不可想象的。它还改组了林务局，以改善协调和筹资。2020年和2021年，加利福尼亚州在四年期间拨款27亿美元用于预防和缓解野火，这一数字使联邦政府通过《基础设施投资和就业法案》和《减少通货膨胀法案》拨款的40亿美元相形见绌(75)。

随着气候变化和人类发展带来的火灾活动的增加，以及WUI地区人员和财产暴露的增加，今天以扑灭为重点的范式不太可能持续下去，甚至在不久的将来也可能无法持续下去。在这里，我们提出了一种新的野火风险管理模式，通过整合基于科学的土地管理，超越了抑制甚至缓解。

首先，鉴于预计火灾活动将增加，而且世界各地森林的生物量积累将持续数十年，即使通过互助协议，保持足够的灭火能力可能不再是财政上负责任的选择。另一方面，包括改造建筑物以达到或超过建筑规范标准在内的减轻野火危害措施的成本效益比在¼到½之间(76)。社区应考虑对其他危害起作用的缓解战略，例如保险和大幅限制WUI的发展。燃料处理战略，如规定燃烧、燃料减少和清除以及森林间伐，都显示出减轻荒地火灾风险的潜力(2,77)。此外，在WUI中进行改造以抵御火灾危险已经一次又一次地取得了成效(78)。例如，在8月8日的火灾之后，拉海纳(Lahaina)一座有100年历史的木屋的照片在网上疯传，因为它被一堆烧焦的碎片包围着，却毫发无损(图3)。后来透露，房主对房屋进行了改造，以降低野火的风险。此外，学习当地的消防管理实践可以帮助减轻野火和增加生物多样性(79)。

图3。

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在8月8日的大火中，拉海纳的红屋顶房屋毫发无损(来源:Getty Images)。

然而，即使增加投资，实施减灾战略和发展额外能力也需要时间。因此，仍然需要改进野火响应。鉴于资源有限，社区可能必须考虑到气候变化对森林生态系统的影响，优先考虑发展抑制和缓解能力。超过选举周期的多年综合野火风险管理计划有助于降低风险管理对政治短期优先事项变化的敏感性，并确保可持续战略。各国政府需要避免目光短浅、政治决策和政策选择的既定陷阱，这些决策和政策选择是由刚刚发生的事情而不是为未来的期望进行规划而形成的。

其次，越来越多的特大火灾表明，土地管理战略需要考虑到气候变化对森林生态系统的影响，以及当地的影响，如生物量重新积累的速度。各国政府需要与林产品行业密切合作，将土地管理和野火风险管理政策结合起来。植被类型、年龄和结构的异质性有助于生态系统抵御气候变化和减少生物多样性的丧失。可以调整火灾危险缓解措施，以提供所需的异质性，例如，通过使规定的烧伤条件多样化(19)。此外，木材产品的新用途以及为过剩的生物质和小木材的清除和利用创造市场可以为当地经济发展创造机会，同时提高生态系统对野火的抵御能力。目前正在考虑若干供资机制，以支持适当的公私伙伴关系。这方面的例子包括绿色债券和更复杂的计划，如对经济机会的部分补贴，这取决于是否执行减轻野火或野火后恢复措施，包括减轻山体滑坡和洪水。

第三，在危机管理方面，需要从灭火思维向应急思维进行根本性转变。人们暴露的增加加强了以社区为基础的疏散规划的必要性。疏散计划确定运输路线和增加疏散吞吐量的方法(如逆向流动)、运输方式(包括公共交通)和避难所位置，以便应急管理人员知道他们发出疏散命令的时间有多短。因此，很明显，公共警报和警报系统正在成为这一进程中日益重要的一环。这些系统向公众提供紧急信息，并在灾难即将来临时拯救生命。早期灾害研究(81,82)强调，有效的预警信息需要从多种通信途径接收，并从可靠的来源发出。现代公共警报和预警系统使应急管理机构能够通过多种途径传播信息，包括移动和固定电话、广播、电视、高速公路可变信息标志等。将疏散计划、灾难发生前的公众教育、公共警报和预警系统结合起来，可以建立一个强大的防御系统，抵御野火，减少生命损失。

由于结合所有这些技术的固有复杂性，应该定期对这些系统进行测试，以达到其能力的极限。除了明显的维护好处之外，这些测试还提供了机会，让公众了解警报和预警系统的能力，并教导个人和家庭在灾难中进行自我保护。在美国，紧急警报系统(基于广播和电视、有线系统和卫星广播和电视)和无线紧急警报(WEA)系统(使用称为小区广播(CB)的一对多技术从蜂窝塔向移动设备发送警报)的全国性测试自2015年以来至少每三年进行一次。然而，在毛伊岛灾难(1983)之后，于2023年10月4日进行的第三次全国测试(图4，左)，被各地的主要新闻媒体当作有史以来的第一次来对待。在某种程度上，它是，因为人们关注它，不能选择退出，就像第二个测试信息的情况一样。根据记录，第一次测试是在2018年10月3日进行的，使用总统警报分类，第二次测试是在2021年8月11日进行的，使用州/地方WEA测试分类，要求用户选择是否接收测试警报。

图4。

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2023年美国全国WEA测试(左图)和2020年希腊首次全国手机广播信息(右图)的截图。自2020年3月11日以来，估计已有300封国家信息。

截至2018年12月，可能是在意识到当年早些时候如果有预警，Mati火灾可能会挽救生命之后，欧盟国家已被法律要求在2022年6月之前使用基于位置的短信或类似技术建立公共警报和预警系统。然而，没有测试需求。尽管在截止日期之前，这样的系统已经在几个欧洲国家使用，但希腊是最早使用蜂窝广播进行野火疏散的国家之一。在法律上，希腊不像美国那样要求进行检测，但希腊于2020年3月11日发出了第一次全国警报(图4，右)，以应对COVID-19病例的增加，并作为能力的展示。

预警和疏散过程也需要考虑到有通道和功能需求的人群。有效的系统可以提醒有残疾或其他特殊需要的人群，包括那些对警报和警告信息使用的主要语言熟练程度有限的人，以及最终可能难以获得警报和警告短信和信息的任何人。

要编制这样的计划，需要将正向规划和反向规划结合起来(84,85)。前瞻性规划通过描述潜在的决策和行动顺序来构建疏散过程。计划应同时处理代理产生的需求(例如，交通和住所)和响应产生的需求(例如，信息管理和后勤)。然后，逆向计划确定完成每个任务所需的时间，给定实际可用的资源。向后工作并使用时间估计和任务依赖关系，应急管理人员可以确定完成疏散所需的时间，一旦做出决定。正向和反向规划的结合为疏散决策提供了时间或土地基准触发器的发展信息。例如，无论情况如何，如果火灾到达特定的关键位置，或者如果火灾从着火点蔓延到最近的海岸线不到x分钟，都将进行疏散。

从根本上说，尽管在实践中可能很难，但疏散需要在火焰前缘蔓延到足够接近人口稠密地区之前完成。火灾烟雾可能对敏感个体造成严重伤害;这个也需要考虑进去。疏散建模对于疏散规划和决策是必要的。它可以提供在不同情况下疏散受野火威胁地区所需的时间，以及行人和车辆交通流量率，并允许分析不同的行动方案(86,87)。正如Mati事后所做的那样(88,89)，结合野火蔓延模拟，疏散建模可以成为设置疏散决策触发器的强大工具(90)。Stefanakis等人(91)使用海啸“实验”的人工智能统计模型，随着新结果的到来不断更新，然后根据目标选择未来的查询点，直到实现。通过这种方式，他们确定了最坏的情况，而这些情况以前只有在事后才看得出来。这种主动的实验设计和机器学习算法可以减少大量的数值模拟，这些模拟需要提前确定时间最优的逃生路线，特别是在有弹丸(余烬)存在的情况下，这会改变扩散动力学。疏散模型在公共宣传中也是一个强大的工具，因为处于危险中的人们可以预测他们真正有多少时间。加上虚拟形象，人们可以想象自己以不同的速度、温度和能见度撤离。这种方法可能成为规划疏散和教育民众的黄金标准。

第四，可以利用科学技术改进战略、行动和战术应急规划。评估变量，如气象条件、火灾危险、火灾地点、一天中的时间和调度时的火灾规模，现在越来越多地用于确定调度水平和资源估计，以及从以往火灾和机构记忆中吸取的经验教训。同样，机器学习可以简化这些过程。例如，Lam等人(92)展示了它如何能够非常快速地进行最佳的中期数值天气预报(NWP)预报。考虑到不同的地点、不同的数据和独一无二的火灾，即使是在一个地方，引入人工智能火灾预测仍然令人烦恼。

即使这种及时的预测成为现实，通过使用其他工具，资源管理也应变得更加动态和具有预见性。例如，可以根据风险估计先发制人地启动互助协议。2023年，希腊启动了欧盟民事保护机制(欧盟相当于美国的紧急管理援助契约)，以便在最炎热和最干燥的夏季将其他国家的消防车和救援人员安置在高风险地区。希腊消防局每年雇佣季节性消防员，目标是在“炎热”季节将其力量增加10%(8)。这些行动在岛屿上特别有用，这些岛屿提出了额外的战术挑战，其中最重要的是与岛屿的孤立性和有限的疏散选择有关。世界各地的应急管理部门需要考虑疏散到海滩的选择，这使得希腊岛屿上的火灾远没有大陆那么致命。

早些时候，我们讨论了林业和生物学的进步如何支持野火风险的综合管理，尖端的通信系统如何使警报和警告信息在几秒钟内到达数百万人，以及疏散模型如何支持应急计划和快速决策。

卫星图像是许多危机管理中心的主要资料。陆地卫星已经存在了几十年，但图像之间的时间窗口不允许有效的主动建模。算法将气象卫星和其他卫星在可见光和红外领域对地球表面的观测转化为对火灾热点的测量和对野火影响的近实时评估(93-95)。最近，地球观测技术的进步使科学家们，至少在欧洲和北美，能够根据卫星图像每12个小时跟踪野火，甚至计算出火灾的蔓延范围。NASA的火灾事件数据套件据称比以往任何时候都能提供更频繁的火灾活动、增长和行为监测(59)。在一项重大突破中，私人运营的卫星星座现在声称，它们能够通过数据同化为最终用户提供野火和洪水蔓延的预测，因为从连续的卫星通道获得的图像是可用的。例如，葡萄牙和西班牙的一个卫星星座，可能会得到希腊卫星的增强，从2024年开始(据称)，将大约每四个小时提供高分辨率合成孔径雷达(SAR)图像。该联盟还将提供预计火灾边界演变的估计，直到下一组图像可用。当热成像和综合植被空间分布相结合时，进化预测可以进一步改善，并可能成为特大火灾扑灭的游戏规则改变者。一旦这种分析成为标准，人工智能火灾建模可能会成为常规，因为将有与特定天气参数相关的统一图像数据集可供挖掘。

此外，人工智能已经被用于简化对难以到达地区的野火的实时或近实时检测(97,98)。最先进的机器人提供态势感知，并且正在开发更靠近火线的自主系统，以改善信息管理(99)。将卫星图像与其他来源(如热成像、监控、交通摄像头和气象站)的信息整合起来，可以大大加快未来十年应急行动中心的信息管理。

结论

气候变化、WUI的发展增加以及重视灭火而不是减轻危害的长期历史增加了世界范围内的野火风险。各国政府正在探索这个问题，但支出主要用于灭火。在这里，我们提出了一个长期的方法，将野火风险管理纳入更广泛的林地管理政策和战略。后者需要考虑到气候变化和减轻灾害对森林生态系统的影响。提高抑制能力就像对心脏骤停的病人进行心肺复苏术:它为更可持续的策略生效赢得了必要的时间，但它本身并不足以延长寿命。还需要重新关注并增加对减灾和防火的支出，以遏制威胁WUI人类住区和生态系统的特大火灾的影响。此外，需要从灭火思维转变为应急思维。有公共警报和预警能力支持的疏散计划总是能挽救生命，而事先的计划更是如此。最后，我们敦促野火社区投资于采用科学突破和新技术，包括机器学习和地球观测，以帮助改善决策，并最终挽救更多生命。在此之前，在危险的WUI地区，每个人都需要明白，从春季到秋季的任何时候都可能发生一场危险的野火，他们可能需要立即离开。

资金

作者声明没有资助。

作者的贡献

两位作者都设计并进行了研究，分析了数据，并撰写了论文。

数据可用性声明

本文在编写过程中使用了以下数据:

1. [数据集]CRED/UCLouvain, n.d，“EM-DAT”。布鲁塞尔，比利时:鲁汶大学。www.emdat.be。

2. [数据集]欧洲森林火灾信息系统(EFFIS)，未注明日期，“燃烧区域数据库”。欧洲委员会。[2023年11月12日访问]。https://forest-fire.emergency.copernicus.eu/apps/effis.statistics/estimates。

3. [数据集]加拿大自然资源部，n.d，“国家火灾数据库火点数据”。[2023年11月12日访问]。https://cwfis.cfs.nrcan.gc.ca/datamart/download/nfdbpnt。

4. [数据集]国家机构间消防中心(NIFC)， n.d，“野火事件地点”。[2023年11月12日访问]。https://data-nifc.opendata.arcgis.com/datasets/nifc: wildland-fire-incident-locations /探索。

上述所有数据均可由各组织免费公开下载。

参考文献

作者指出