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摘要:追溯了煙霧信號的發(fā)展歷史，并針對現(xiàn)代林業(yè)生產(chǎn)中存在的通信不暢的實際問題，闡述了煙霧信號的發(fā)生原理及其應用前景。

關鍵詞:煙霧信號；林業(yè)；森林防火

1煙霧信號發(fā)展歷史

利用煙霧傳遞信號的歷史十分悠久。我國古代就利用“狼煙”傳遞軍事上的報警信號，著名的長城其沿線也建立了許多個烽火臺，成為長城防御體系的一個重要組成部分。利用化學反應制作的煙霧信號是一種發(fā)煙劑，它是煙火藥的一種。煙火藥的發(fā)展由來已久，1786年法國化學家Berthollet發(fā)現(xiàn)了氯酸鉀，使煙火藥發(fā)展進入一個嶄新的階段。19世紀后期，電力工業(yè)采用電解法研制出金屬鎂、鋁后，隨著鋇、鍶、銅及其化合物的出現(xiàn)，使煙火藥進入了一個五彩繽紛的新時代。隨著煙火藥的品種增多，所制備出的煙火裝置或器材成為了軍隊彈藥裝備的補給品。1849年的美國軍械手冊就記錄有煙火信號、縱火火繩、發(fā)光火炬、燃燒火球、照明裝置等。第一、第二次世界大戰(zhàn)期間煙火藥得到了快速發(fā)展，各種照明彈、信號彈、曳光彈、煙幕彈、燃燒彈等煙火特種彈藥在戰(zhàn)場上如雨后春筍般地涌現(xiàn)。如今煙火藥正朝著軍民兩用以及安全、環(huán)保方向發(fā)展。對發(fā)煙劑的環(huán)保性能研究始于“安全評估”的概念，早在1988年英國人就完成了關于藥劑毒性測試的實施方針，并在1996年進行了改進，Peter又應用這種方法對發(fā)煙彈進行了比較全面的評估。1996年Lowell等初步評估了戰(zhàn)場訓練煙霧對瀕臨滅絕物種的潛在影響;1997年Christopher驗證了煙霧輸運和擴散模型SCIPUFF的有效性;美國軍隊安全和醫(yī)療中心于2000年了對M18黃色、M18紅色、M18綠色和M18紫色發(fā)煙手榴彈潛在污染的評估結果。目前，彩色煙霧信號劑用于制作白天用的信號設備，供白天遠距離聯(lián)絡與傳遞信息，在航空表演中用于空中形成彩色飄帶，還用于制造手持信號煙管，供飛行員跳傘著陸聯(lián)絡使用。在航海領域，彩色煙霧信號劑還用于制造海上飄浮信號器材，供海上遇險者傳遞求救信號。近年來，煙霧信號在船舶白天海上遇險求救，以及救生艇、救生筏、海上救生站及救助機構引導遇險者登陸時廣泛使用，一些產(chǎn)品已獲得中國船級社、中國漁檢局、法國船級社和俄羅斯船級社等國內(nèi)外有關部門的認可，同時也用于民防演練和軍事領域。

2煙霧信號是林區(qū)通信的必要補充

我國幅員遼闊，森林面積大，林區(qū)自然條件復雜，林業(yè)生產(chǎn)活動頻繁，從業(yè)人員多，對林區(qū)通信有著多種需求。目前，我國林區(qū)的通訊方式有有線通訊、無線通訊、衛(wèi)星通訊和地空通訊集中等方式。近年來，國內(nèi)外成功的技術和先進設備也逐漸應用到我國林業(yè)領域，如集群通信、海事衛(wèi)星電話、移動通信、短波數(shù)據(jù)傳輸、短波自適應通信、網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通信等。但這些先進的通信設備和技術只在我國的各別地區(qū)初具規(guī)模，還沒有廣泛應用，很大程度上仍滿足不了林業(yè)生產(chǎn)的需求。在不具備完備通信條件的林區(qū)，野外從業(yè)人員發(fā)生野迷山、受傷等難以預料的意外情況需要求救，或在發(fā)現(xiàn)初始火情時急需在第一時間向有關部門報告的情況，向其他人員發(fā)出信號是必不可少的求助通信方式。求助者可根據(jù)自身的情況和周圍的環(huán)境條件，發(fā)出不同種的求助信號，一般重復三次的行動都表示尋求援助。常用信號的種類有煙霧信號、體示信號、旗語信號、聲音信號、反光信號、地面標志、留下信息等，其中煙霧信號以最為及時明顯而被廣泛應用，是林區(qū)通信的必要補充。

3煙霧信號應用前景

3.1煙霧信號發(fā)生原理

煙霧信號發(fā)生裝置是利用有機染料作為成煙物，通過發(fā)煙劑中的氧化劑和可燃劑燃燒發(fā)生化學反應，放出的熱量使有機染料升華為蒸汽，并被氣態(tài)的反應生成物排放于大氣中，在大氣中染料蒸汽冷凝成為煙霧。煙霧信號是一種人工氣溶膠，其形成原理與一般氣溶膠本質(zhì)上是相同的。通常是由物理化學凝聚或機械分散方式過程而形成的。兩種形成方式的區(qū)別在于:物理化學凝聚可使原物系的比表面積減小，而機械分散方式則與之相反，使比表面積增大。綜合法是將凝聚方式和分散方式綜合成一體，因此煙幕形成的方式可以分為三種，即凝聚法、分散法和綜合法，綜合法在原理上仍屬于物理化學過程和物理過程的二者綜合。利用上述原理可以研制成林區(qū)野外應急煙霧信號發(fā)生系統(tǒng)，將該系統(tǒng)產(chǎn)生的煙霧信號寓以特定的含義，可以在偏遠的山區(qū)實現(xiàn)相互“交流”和信息“溝通”，既彌補了由于通信信號不暢帶來的影響，也給不具備通信條件的部門及個人帶來了便利。

3.2煙霧信號應用領域

(1)報告火情。森林火災是一種突發(fā)性強、時效性強、破壞性大、處置救助較為困難的自然災害，尤其是高強度林火撲救控制更為困難。因此，及時發(fā)現(xiàn)火情并在第一時間投入撲救，是控制林火態(tài)勢、減少火災損失的關鍵。目前，由于受通信設施相對短缺及信號不暢等因素限制，森林消防人員在發(fā)現(xiàn)森林火情時，往往不能第一時間將火情報告給森林防火指揮部，導致火場面積迅速擴大，貽誤撲火戰(zhàn)機，造成嚴重的環(huán)境破壞及資源損失。利用煙霧信號，森林消防人員在發(fā)現(xiàn)火情后，可使用隨身攜帶的煙霧信號設備，按照事先的約定發(fā)出火情報告，迅速準確地將火情報告給森防指揮部門，使其及時調(diào)動撲救力量趕赴火場投入撲救，確保實現(xiàn)“打早、打小、打了”的森林消防方針。

(2)迷山求救。在林業(yè)生產(chǎn)中，經(jīng)常發(fā)生野外作業(yè)人員迷山、受傷等需要求救的情況，但由于林區(qū)地形條件的限制，一些常規(guī)的求救報告方式不能正常有效的實現(xiàn)，例如通信信號不暢通，手機、對講機無法使用等，常常導致錯過對求救者最佳的救援時機。煙霧信號在林業(yè)生產(chǎn)上的應用，可使野外作業(yè)人員在迷山、受傷等情況發(fā)生時，利用煙霧信號予以求救，以便附近的人員及時了解情況并確定求救人員的位置，及時進行施救，確保其在第一時間得到救助。

(3)指定機降點。在森林火災的撲救過程中，經(jīng)常會利用直升機空投撲火裝備、供應食物、補給水源等，地面人員可以引燃煙霧信號發(fā)生裝置，定位機降點，機務人員發(fā)現(xiàn)煙霧信號后即可準確安全投放機降物到指定位置。

(4)其他聯(lián)絡。煙霧信號發(fā)生裝置還有其他方面的聯(lián)絡用途，如在撲救森林火災過程中，將不同顏色煙霧信號賦予指定含義后，可用彩色煙霧向指揮部或相鄰撲火隊伍傳遞信息，如藍色煙霧表示此處余火清理完畢、黃色煙霧表示請求支援等等。

作者:蔡志勇 趙立志 單位:黑龍江省森林保護研究所 黑龍江省林業(yè)科學院

參考文獻:

［1］鄭煥能．居恩德著．我國森林防火工作概況［M］．哈爾濱:東北林業(yè)大學出版社，1989．

［2］林業(yè)部森林防火防火辦公室編．森林火災撲救與指揮［M］．北京:中國林業(yè)出版社，1996