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洛杉磯大火後另一隱憂:毀滅性的土石流威脅

洛杉磯大火肆虐過後,另一項危險正悄然逼近。被大火燒焦的土壤和樹根,讓這個地區面臨土石流的嚴峻威脅。

遭洛杉磯野火焚燒的土壤,變得更容易引發山崩,就像太平洋帕利塞德社羣那起導致房屋裂開的小型山崩事件,以及被稱為土石流的快速岩石、泥土和水流洪流。

科學家在洛杉磯野火仍在燃燒時,就開始勘察新形成的焦黑火痕,尋找另一種尚未到來的危險跡象——洶湧的岩石、泥土和水流洪流,它們能以致命的衝力席捲而下。

在強烈野火燒焦某地區的斜坡和植被後,由強降雨引發的這些土石流以及暴洪,發生的可能性就更高了。雖然暴洪具有破壞性,但土石流的洶湧程度更甚。土石流至少一半的體積是沉積物,還混合著被燒毀的樹木、汽車和巨石。

美國地質調查局的地質學家傑米·科斯特爾尼克表示:「這就像混凝土往山下流動。」她在科羅拉多州戈爾登的山崩災害專案工作。她還提到,由於土石流攜帶的物質比暴洪更多,它們的高度可能膨脹到暴洪的五倍,「基本上就是加強版的洪水」。

土石流在山谷、峽谷和河道中奔騰時,速度可達每小時約56公里(35英里)。有些土石流獲得的衝力極大,甚至會跳出原本的河道,開闢新的路徑。而且轉瞬間,這些碎屑物也可能堵塞並使河道泛濫。

由於土石流來勢洶洶且威力強大,它們具有極大的破壞性。2018年1月,加州蒙特西託的土石流造成23人死亡,在該地區被託馬斯大火燒毀僅一個月後,就摧毀了100多棟房屋。

洛杉磯縣的山區在像帕利塞德和伊頓大火這樣的強烈火災後,就以容易發生土石流而聞名。2009年的斯塔申大火和2016年的聖蓋博複合大火後都發生了土石流。科斯特爾尼克指出,這兩場大火都發生在正在燃燒的伊頓大火附近。

她說:「這裡的地形陡峭,所以我們認為災害風險程度會相當高。」由於該地區預報週六有雨,緊急應變規劃者和救援人員需要保持高度警惕。

受到可能威脅的刺激,包括科斯特爾尼克在內的科學家團隊已經在評估洛杉磯野火使該地區易發土石流的程度,即便該地區又有新的火災燃起。研究人員的發現將為何時、何地向民眾發出災害警告提供決策依據。這至關重要,因為避免土石流是確保安全的唯一可靠方法。

科斯特爾尼克說:「這不像洪水,你不能用沙袋來阻止事情發生,你無法阻止它們。」

評估土石流風險

1月中旬,來自聯邦和州級機構的科學家和工程師團隊開始調查帕利塞德和伊頓大火燒毀的地區——這是洛杉磯近期發生的兩場最大的野火——以及規模較小的肯尼斯和赫斯特大火的受災區域。

薩克拉門託的加州地質調查局地質學家傑裡米·蘭開斯特表示,之所以這麼快部署到火災地區,是因為已經進入冬季,而土石流是由降水引發的。「我們認為很快就會下雨,因為正值雨季,所以我們迅速展開行動。」

野外工作團隊首先檢視火災前後的衛星影像,研究植被覆蓋的變化。植被遭到破壞會在多方面促使土石流發生。火焰吞噬地面上的鬆散枯枝落葉時,下面的土壤就失去了一層保護層,無法抵禦雨滴濺落造成的侵蝕。如果直立的植被也被焚毀,情況會更糟,因為原本可以截留降雨、阻礙水流在地面流動的植物葉子和莖桿都被大火燒毀了。而且植物根系遭到破壞,也會使泥土和岩石鬆動,更容易移動。

火災還會改變土壤。燃燒枯枝落葉和植被釋放的氣體會滲入地下,在那裡冷卻凝結成一種蠟質物質,包裹土壤顆粒。這些蠟質顆粒形成一層疏水層,阻止水分滲入土壤,導致地表逕流增多。此外,火災產生的熱量會使土壤顆粒分解,加速侵蝕。

火災過後,短時間的降雨就可能引發暴洪,如果湍急的水流捲起足夠的沉積物,就可能演變成土石流。科斯特爾尼克說:「暴雨發生幾分鐘內,這些情況就可能出現。」

伊頓大火的火痕處土石流風險高

蘭開斯特上週勘察了帕利塞德和伊頓大火燒毀的地區。他解釋說,在衛星影像的指引下,工作團隊進入火災地區,尋找燒焦最嚴重的區域,在那裡確認植被損失情況,並採集土壤樣本。

蘭開斯特談到野外工作團隊成員的心態時說:「大家都有一種緊迫感。」他表示,根據以往經驗,時間往往很緊。2017年託馬斯大火過後不久,他就帶領團隊對那裡的土石流風險進行了類似的野外評估。他回憶道:「我們展開行動才四天就下雨了,正是那次降雨引發了土石流災難。」

在野火仍在燃燒的情況下工作需要採取一些預防措施。蘭開斯特說,包括穿上耐高溫、防火的服裝和靴子,攜帶防火帳篷以防被火焰困住,還要攜帶無線電,以便團隊能及時瞭解火災的蔓延方向。「如果火勢方向改變,或者附近出現新的火點,我們能直接與事故指揮中心聯絡,他們就能迅速把我們帶離現場。」

在每場火災的火痕處,工作團隊都要評估土壤的燒焦嚴重程度,也就是火勢深入地面的深度和強度。

蘭開斯特說:「我們通常擔心中度到高度燒焦的區域。」在中度燒焦的地區,高達80%的枯枝落葉被燒毀,地表附近的細根可能也被燒死;而高度燒焦的地區,則沒有枯枝落葉或地表附近的根系殘留。他說:「在以灌木叢為主的地貌中,我們通常會看到很多中度燒焦的情況。」在伊頓和帕利塞德大火的受災區域,他和團隊成員發現,這些地區大多是中度燒焦。他們還觀察到,兩場火災的燒焦區域都形成了疏水土壤層。

在這兩個火災區域中,伊頓大火的火痕似乎引發土石流的風險更高。蘭開斯特解釋說:「帕利塞德火災區域的地形坡度較緩,流域水流向海洋,而伊頓火災區域的流域坡度極為陡峭,傾斜向下延伸至阿爾塔迪納、帕薩迪納,一直到蒙羅維亞。」

防範土石流確保安全

工作團隊的野外觀測結果已輸入美國地質調查局的電腦程式,生成顯示土石流災害風險最高區域的地圖。這些地圖可在網上公開查閱,稍後將為官方釋出警報、警告和疏散命令提供決策依據。

緊急應變規劃者利用這些災害地圖和天氣預報,試圖預測土石流和暴洪的發生。他們密切關注可能在嚴重燒焦斜坡上降下一定降水量的風暴。科斯特爾尼克說:「30分鐘內降下半英寸的雨,或者15分鐘內降下四分之一英寸的雨,就像你必須把雨刮器調到最大檔的那種雨勢。」

達到這些降雨強度時,並不必然會發生土石流,但發生的可能性會大大增加。加州奧克斯納德國家氣象局的水文學家傑米·拉伯說:「這些降雨閾值是基於大量的野外工作和對引發土壤移動、侵蝕並最終演變成土石流的降雨強度型別的觀察得出的。」

如果預報的降雨可能引發土石流和暴洪,國家氣象局可能會在風暴到來前12至36小時,向居民的移動裝置發出監視警報。一旦風暴到達,雨水開始落地,國家氣象局可能會發出警告,拉伯說,這意味著「災害要麼正在發生,要麼即將發生」。他還說:「不要等警告發出才行動,因為……可能根本沒有提前通知的時間。監視警報發出時可能就是你該開始採取防範行動的最佳時機。」

城市和縣政府的緊急管理人員和官員可能會參考國家氣象局的資訊,向受影響居民發出疏散命令。

幸運的是,洛杉磯地區的一些地方擁有能保護社羣免受土石流侵害的基礎設施。科斯特爾尼克說:「對南加州來說,好訊息是很多地方都有土石流沉積池,基本上就像大型游泳池,或者在一些流域的底部有大壩,可以在土石等物質從山腳下衝下時將其截留。但並不是每個排水流域都有這些設施。」

拉伯也明白,疏散行動可能會讓人筋疲力盡,尤其是那些已經因火災而被迫離家的居民。他說:「要麼你已經失去了家園,要麼剛從火災疏散中返回家園,現在又被告知要再次疏散。但他們需要明白的是,這些緊急管理人員把公眾和民眾的利益放在首位,他們是在努力保護生命和財產安全。」

拉伯還表示,火災過後,土石流風險可能會在兩到五年內一直居高不下,具體取決於降水模式。「最近一直很乾燥,所以可能還需要幾年時間,等有足夠的降雨,植被才能重新生長,生態才能真正開始恢復。」