Page 121 - 《武汉大学学报（信息科学版）》2025年第6期

第 50 卷第 6 期 张玉春等：森林火灾燃烧蔓延预测模型及预报平台研究 1143

位置的风速、风向情况。第一次模拟结果（图7（a）） 间；山区内上坡风速较低，在 0~9.8 m/h 之间，山
可以发现，受地形影响，中间河流两侧开阔的平 顶与下坡的风速较高，在 0~12.3 m/h 之间，红色
原区域风向不变，风速基本与初始风速一致，在 箭头分布密集。第一次与第二次模拟结果对比
6.57~8.08 m/h 之 间 ；在 山 区 内 ，下 坡 风 风 速 较 发现，第二次模拟由 于 风 向 与 峡 谷 平 原 区域的
高，在 8.09~28.21 m/h 之间，上坡风风速较低，在 走向不平行，其最高风速相比于第一次模拟有所
0~10.12 m/h 之间。这是由于受风向影响，气流 降低，为 25.68 m/h，山区内风向变化较大，尤其
翻越过高海拔的山峰形成干热的下坡风，与峡谷 在第二次模拟结果中峡谷区域密集区域，风向变
风汇合，导致峡谷中间的平原区域及山顶区域风 化最大 可 至 90° 。 环 境 风 的 增 大 能 加 剧 可 燃
速较高，红色箭头分布密集。值得注意的是，山 物 水 分 蒸 发 ，使 林 内 植 被 迅 速 干 燥 、燃 点 降
顶的风速极高，在 10.13~28.21 m/h 之间。第二 低 ；通过模拟结果对 比 分 析 可 知 ，区 域 内 的 地
次模拟结果（图7（b））发现，受地形和风向形成的 形与风向均对风场变化有 较 大 影 响 ，因 此 对 区
焚风效应影响，风速、风向变化规律与第一次模 域内不同位置开展风速风向 模 拟 ，对 增 加 区 域
拟一致。河流两侧的平原地区风速、风向变化较 内 各 个 位 置 火 灾 蔓 延 模 拟 准 确 度 具 有 显 著 的
小 ，与 初 始 风 速 基 本 一 致 ，在 7.81~9.02 m/h 之 影响。

图 7 风场模拟结果图
Fig. 7 Wind Field Simulation Results

表 1 模拟气象初始数据 月 31 日 15：00、4 月 1 日 11：30 及 4 月 1 日 17：00，
Table 1 Initial Data for Meteorological Simulation 这个过程为没有动态修正的模拟；第二次模拟预
−1
日期 温度/℃ 风速/（m·h ） 风向/（°） 测调用 3 月 31 日 15：00 的火场范围和气象数据，
3 月 30 日 16 时 31 7.15 121 分别模拟至 4 月 1 日 11：30 和 4 月 1 日 17：00，这个
3 月 30 日 17 时 25 9.33 181
过程为第一次动态修正的模拟；第三次模拟预测
调用 4 月 1 日 11：30 的火场范围和气象数据模拟
3.3 火灾蔓延模拟
至 4 月 1 日 17：00，这个过程为第二次动态修正的
3.3.1 模拟过程
模拟。通过 3 次模拟，比较模拟与实际火场之间
为验证模型对火场蔓延的有效性，首先在上
的差异，以验证平台数据动态调用的功能。火场
传的气象数据文件中设定本文的模拟时间间隔 原始范围图像如图 8 所示。

为每 60 min 输出一次模拟结果。第一次预测以 3 3.3.2 模拟结果

月 30 日 17：00 火场范围为起火源，分别模拟至 3 平台输出模拟结果后，利用界面下方的时间

图 8 火场范围
Fig. 8 Range of Fire