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Fire weather

by admin

北方針葉林(Boreal forest),是分佈在地球高緯度的森林。

北方針葉林,『主要分佈於阿拉斯加、加拿大、瑞典、芬蘭、挪威、俄羅斯(尤其是西伯利亞),零散分佈於美國本土極北……中國(大興安嶺、長白山、青海、新疆等部分地區),哈薩克極北、日本北海道極北』。(~維基百科)

北方針葉林在北半球的高緯度地區,繞著地球呈現帶狀分佈。

雖然中文名稱中叫「針葉林」,其實北方針葉林是闊葉和針葉的混成林。

北方針葉林的枝葉長得是如此濃密,縱使有辦法勉強穿越,但出了森林就會碰上苔沼(Muskeg),會很難走,然後是在比較溫暖的季節,就是充滿蚊蟲的沼澤(bog swamp)。

“One exception to the general gigantism can be found in the trees, which seldom exceed sixty feet in height or a hundred years in age. These woods, a shifting mix of pine, spruce, aspen, poplar, and birch, are known collectively as the boreal forest…”*

大意:北方針葉林中可以發現巨大的樹木,但是一般高度不會超過60英呎(18公尺), 樹齡也頂多百年。由松木(pine)、(黑)雲杉([black] spruce)、白楊木(balsam poplar)、山楊(aspen)、樺木(birch)等樹種,以不等比例所組成。

“…the boreal’s countless lakes, ponds, bogs, rivers, and creeks serve a similar function of gathering, storing, filtering, and flushing water. Billions of birds, representing hundreds of species, live in and migrate through the ecosystem.“

大意:北方針葉林儲存和處理大量的水,是地球很重要的生態系,很多留鳥及候鳥都依賴它才得以生存。

“One reason the trees never get away big or very old is because, in spite of all that water, they burn down on a regular basis. They’re designed to. In this way, the circumboreal is truly a phoenix among ecosystems: literally reborn in fire, it must incinerate in order to regenerate, and it does so, in its random patchwork fashion, every fifty to a hundred years. This colossal biome stores as much, if not more, carbon than all tropical forests combined and, when it burns, it goes off like a carbon bomb…”

大意:北方針葉林長得不高的主要原因,是以每50年到100年的周期,它部份的區塊會被野火燒掉。燃燒迅速釋放出森林貯存的碳,森林因此得到新生。

換句話說,為了生生不息,北方針葉林在生態中的精巧設計,就是要時不時被火燒掉,像浴火的鳳凰,從死中復生。

“In the forest, out of sight, things were changing. Winter snowfall had been far below average for two years running and though it was still early spring in the north, leaves and pinecones crackled underfoot as if it were late summer. Given this, unseasonal heat, and the fact five separate wildfires ignited around the city that weekend, it is hard to overstate how unconcerned was Fort McMurray’s citizenry…”

大意:森林深處正在悄悄產生了變化。冬季雪量已經連續兩年低於水準,而在北方才早春,樹木已經冒出嫩芽,松果在腳下發出乾脆的聲音,一切猶若時序已經過了盛夏。出現早春不會有的高溫,加上城市周圍在週末點燃的野火,Fort McMurray的居民居然無感。

……

火,就是劇烈氧化的現象。

鐵產生鐵鏽,那也是氧化,只是速度比較慢而已。

大家可能會認為地球是水的星球,畢竟在地球上絕大多數的生物沒有水就無法生存。

然而,在太初地球從太陽蹦生出來的時候,其實是一團火球。地球的火,現在還包覆在地函𥚃,以融化的鐵水的方式存在,時不時從比較薄弱的地殼噴發岀來。

地球表面初期沒有什麼氧氣,因此厭氧生物(anaerobic creatures)得以生長。

地球是太陽之子,母親太陽持續照拂,藍綠菌(Cyanobacteria)出現了,行光合作用(photosynthesis),吸二氧化碳呼出氧氣。

對厭氧生物(菌)而言,氧是有毒的,因此抑制了它們的生存。

(所以現在厭氧菌往往只能生存在溶氧量很低的水中和我們的身體的腸胃道中低氧的環境)。

26億年前的「大氧化事件」,地球的氧氣濃度「突然」提高,為現在地球上需要氧的生物,提供了舞台。

『極端的氣候變化加上氧氣活性對遺傳物質和有機物的氧化破壞力,直接摧殘了當時以海生厭氧原核菌毯為主的生物圈,造成了嚴格意義上可能是生命史上最為嚴重的一次滅絕事件。但選擇壓力的改變也促進誕生了各類好氧菌和由好氧細菌與厭氧古菌發生內共生而演變出的真核生物,有氧呼吸所提供的強大潛能也使得日後藻類、原蟲、真菌、動物和植物等複雜生命的演化成為可能。』(~維基百科)

氧是生命之源。

和古菌結合的細菌變成了細胞中的粒線體,而粒線體(mitochondrion)是我們身體中的發電機,進行氧化的化學作用而產生能量,所以驅動生命的是氧化,換句話說是燃燒,這微觀的化學反應和巨觀的野火燃燒,在生命的轉化和生滅之上,並沒有什麼不同。

北方針葉林的野火,用每間隔的50年至100年的周期頻率,燃燒加速生命的循環,使得北方針葉林得以生生不息。

“Fire is the principal mechanism by which the boreal forest purges and regenerates itself, to the point that the cones of several keynote conifer species, including black spruce, will not drop their seeds unless they are heated to temperatures unachievable by sunlight alone. Not only do these blasts of intense heat open the cones, releasing the seeds inside, they also indicate that fire has cleared the ground below and opened the canopy above, thus improving the odds of these seeds’ successful germination…“*

大意:不時的野火,對北方針葉林中的松柏科針葉樹(conifer)產生演化的壓力。有些針葉樹,譬如黑雲杉(black spruce),它的毬果需要野火的高溫才能打開而播種,而野火所清出的空地,使得這些耐火的種子得到了先機。

……

黑雲杉本身會分沁松脂,枝葉繁茂易燃,這讓我聯想到台灣的二葉松林。所以有人說,其實那些森林野火是它們燒的,把別人都燒死了然後讓自己耐火的種子長起來,令人感到比喻得蠻生動的。

……

如果北方針葉林的野火,是自然生態的一部份,那麼我們還擔心什麼呢?

野火的火勢,會受到森林的乾燥度、氣候的相對溼度、氣溫、風勢所左右。

一般野火在白天溫度較高的時候燒得較厲害,到了晚上溫度降低了,燒的速度會慢下來。

問題是,當地球愈來愈熱(暖化),森林變得更乾燥易燃,加上高溫,如果相對溼度又是超低的十幾%,火勢往往變得一發不可收拾。

野火從低處的草、灌木開始燃燒,然後沿著像黑雲杉繁茂的枝幹往上延燒,最糟糕的是燒至樹冠。高處的灰燼和餘火(amber),就會隨風往外散播,加速野火蔓延的速度。

野火有大小之分,燒得最熾烈的野火,中心溫度可能高達攝氏800度,它所過之處,那已經不是燃燒了,而是直接氣化(vaporization),非常驚人可怕。

野火一旦超過一個臨界點(Crossover),就升級為OC(Out of Control),那麼縱使是寬廣的河床或臨時努力闢建出來的防火道,都將無法發揮區隔的作用,位在森林中的小鎮,只有撤離一途,讓它燒,那就會蒙受生命(如果來不及撒)和財產的重大損失。

Fort McMurray在加拿大西部Alberta 地區,是一個因為開採石油而興起的城鎮,在2016年5月份,就被OC 級野火所吞噬。

在Fort McMurray開採石油,並不是用深井把原油直接抽出來那麼簡單。他們開採的是石油油砂(Oil Sands or Tar Sands,亦稱bitumen sands 瀝青砂) , 經化學藥劑或高溫蒸餾出油和氣,剩下的就是大量的的瀝青 (bitumen)。

而很有意思的是,石油油砂中的碳水化合物,油和氣,是4~5千萬年前的藻類沈積長期壓成的,它們正是生物行光合作用(吸二氧化碳呼出氧氣)所固定下來的碳。Fort McMurray的石油公司把它們萃取了出來賣到全世界,燃燒之後增加空氣中二氧化碳的濃度,透過溫室效應,加劇了助長火勢的條件,森林乾燥、相度溼度低、高溫等等,然後野火反過來吞噬了Fort McMurray這個開發石油的小鎮。

……

森林野火對人員和財產的損害,已經是全球性的問題。高CO2濃度的問題,已經不是迫在眉睫而已,有人認為人類已經步上了不歸路(reached a point no return) ,已經走上了結束人類世(Anthropocene)的悲慘路途了。

然而,台灣還用燃煤來發電,美國還不願意為全球暖化做出改變…..

*: John Vaillant, Fire weather, 2023, Alfred A. Knopf Canada

2025/6/6 Fire weather Damakey

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