有關(guān)人工影響天氣作業(yè)技術(shù)的分析

曹景一

摘 ? 要：在人類文明不斷發(fā)展的過(guò)程中，人工對(duì)天氣的影響也呈現(xiàn)出逐漸增強(qiáng)的態(tài)勢(shì)。人工對(duì)天氣的影響要追溯到20世紀(jì)中期，由于人類對(duì)水資源的過(guò)度利用及對(duì)自然災(zāi)害減少的強(qiáng)烈渴望，導(dǎo)致人工影響天氣作業(yè)技術(shù)也在不斷的發(fā)展中。隨著多年的發(fā)展，近年來(lái)人類對(duì)自然天氣的認(rèn)識(shí)也在不斷增加，人工影響天氣作業(yè)的技術(shù)也有了明顯的提升，本文對(duì)人工影響天氣作業(yè)技術(shù)進(jìn)行了重點(diǎn)分析。

關(guān)鍵詞：人工影響天氣 ?現(xiàn)代作業(yè)技術(shù) ?原理

中圖分類號(hào)：P48 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2019）08（b）-0079-02

人工影響天氣技術(shù)主要使用飛機(jī)、火箭等運(yùn)輸工具將一些催化劑，比如干冰、Agi等運(yùn)輸?shù)酱髿鈱又羞m當(dāng)?shù)奈恢枚筮M(jìn)行散播，從而達(dá)到人工干預(yù)天氣的目的，比如可以產(chǎn)生人工降雪、降雨、冰雹等。截止到目前，世界范圍內(nèi)約有100個(gè)國(guó)家或地區(qū)開展上述活動(dòng)或研究，比較有影響力的包括美國(guó)、俄羅斯、中國(guó)、法國(guó)等。具體到我國(guó)國(guó)內(nèi)而言，當(dāng)前我國(guó)已經(jīng)在全國(guó)31個(gè)省市開展人工降雨、預(yù)防冰雹等人工干預(yù)天氣作業(yè)，在各級(jí)政府部門的領(lǐng)導(dǎo)下，由多個(gè)部門聯(lián)合作業(yè)、氣象部門組織實(shí)施的多元化的工作狀態(tài)，在人工影響天氣作業(yè)技術(shù)及實(shí)施規(guī)模方面均走在世界的前列。

目前人工影響天氣作業(yè)的技術(shù)更多地借助于播撒干冰等來(lái)實(shí)現(xiàn)，主要的區(qū)別是播撒的數(shù)量、區(qū)域及使用的播撒技術(shù)等，本文對(duì)人工影響天氣作業(yè)的原理、人工影響天氣作業(yè)的現(xiàn)代化技術(shù)等進(jìn)行了分析，并有針對(duì)性地提出了人工影響天氣作業(yè)的對(duì)策建議。

1 ?人工影響天氣作業(yè)技術(shù)的主要原理

從原理角度來(lái)講，人工影響天氣作業(yè)主要是與云的形成直接相關(guān)的，在云層活動(dòng)過(guò)程中，要形成降雨，主要有幾個(gè)基本條件，分別是要有通過(guò)地表蒸發(fā)及輸送等內(nèi)外循環(huán)形成的水汽，還要有處于上升狀態(tài)的氣流，從而能使水汽得以不斷上升，形成固態(tài)的水，在此基礎(chǔ)上，還需要固態(tài)水逐漸凝結(jié)為冰核，現(xiàn)有人工影響天氣技術(shù)主要是對(duì)凝結(jié)核也即冰核等進(jìn)行影響，借助于飛機(jī)、火箭等運(yùn)載方式向高空中散播相應(yīng)數(shù)量的冰核，從而實(shí)現(xiàn)人工干預(yù)天氣的目的;本質(zhì)上而言，當(dāng)前人工影響天氣作業(yè)技術(shù)主要依賴的原理是云層及降水過(guò)程中形成的對(duì)云層中微物理的敏感性。

人工影響天氣作業(yè)技術(shù)發(fā)展過(guò)程中一直存在很多的爭(zhēng)議，較為主要的是從科學(xué)角度如何將自然和人為的影響因素進(jìn)行區(qū)分，同時(shí)也有部分科學(xué)家對(duì)人工影響天氣作業(yè)技術(shù)的后果表示質(zhì)疑，主要為人工頻繁地對(duì)天氣進(jìn)行干擾是否會(huì)造成區(qū)域范圍內(nèi)的天氣反常，比如使某地的降水增加，但造成另外一個(gè)區(qū)域降水的減少，等等，從而引發(fā)新的天氣問(wèn)題或是對(duì)環(huán)境帶來(lái)不利影響。

同時(shí)，受到現(xiàn)有科學(xué)技術(shù)水平認(rèn)識(shí)不全面的影響，現(xiàn)有技術(shù)對(duì)于云層降水的整體原理還不能全部掌握，因此對(duì)于自然降水的預(yù)報(bào)等方面也存在很大的困難，導(dǎo)致人工降雨不能結(jié)合預(yù)報(bào)情況有針對(duì)性地進(jìn)行。這也就導(dǎo)致人工影響天氣作業(yè)技術(shù)是有條件限制的，只有符合相應(yīng)條件的區(qū)域才會(huì)有一定效果。世界范圍內(nèi)而言，當(dāng)前人工影響天氣作業(yè)技術(shù)主要的統(tǒng)計(jì)方式包括統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)等方式，根據(jù)多年的經(jīng)驗(yàn)而言，現(xiàn)階段美國(guó)人工影響天氣作業(yè)技術(shù)的成功率約為15%，澳大利亞等國(guó)家平均增雨效果在10%～15%左右，我國(guó)借助于水庫(kù)區(qū)域進(jìn)行增雨的效果可以達(dá)到20%左右，俄羅斯等國(guó)借助于暖云對(duì)流等技術(shù)，可以將增雨效果維持在30%左右，整體而言，世界范圍內(nèi)人工影響天氣作業(yè)技術(shù)取得了較大發(fā)展，但還有很長(zhǎng)的路要走。

2 ?人工影響天氣作業(yè)技術(shù)的主要應(yīng)用

2.1 人工影響天氣作業(yè)技術(shù)用于地面和空中的作業(yè)

人工影響天氣作業(yè)技術(shù)主要分為地面和空中的作業(yè)，都是利用云層和對(duì)流形成的，在其實(shí)施過(guò)程中需要注意的是作業(yè)的實(shí)施需要與云層的變化相一致，要對(duì)云層狀況進(jìn)行及時(shí)的分析，才能在地面上做出快速的反應(yīng)，以便對(duì)人工影響天氣的過(guò)程做到實(shí)時(shí)預(yù)警，并在人工影響天氣作業(yè)過(guò)程中快速地進(jìn)行決策。當(dāng)前人工影響天氣過(guò)程需要相應(yīng)的設(shè)備及技術(shù)進(jìn)行支持，比如衛(wèi)星監(jiān)測(cè)、天氣雷達(dá)等，只有借助于適宜的決策及科學(xué)的技術(shù)才能及時(shí)下達(dá)干預(yù)任務(wù)并且對(duì)干預(yù)的效果進(jìn)行及時(shí)的分析。在地面上實(shí)施人工影響天氣作業(yè)技術(shù)主要使用的是發(fā)射高射炮的方式，在空中作業(yè)的干預(yù)方式主要是高空中噴灑催化劑等等;同時(shí)，選擇高空或是地面進(jìn)行作業(yè)，主要影響因素是云層的特點(diǎn)，以此為基礎(chǔ)有針對(duì)性地進(jìn)行作業(yè)。只有提高人工影響天氣作業(yè)技術(shù)的科學(xué)性和信息發(fā)布的準(zhǔn)確性，才能提高人工影響天氣作業(yè)的質(zhì)量與效率。

2.2 人工影響天氣作業(yè)技術(shù)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

在人工影響天氣作業(yè)技術(shù)中，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是較為重要的組成部分，決定著能否順利進(jìn)行人工影響天氣作業(yè)。監(jiān)測(cè)網(wǎng)的建立應(yīng)該與當(dāng)?shù)氐臍庀笥^測(cè)系統(tǒng)直接相關(guān)，借助于云層的特點(diǎn)比如是對(duì)流云還是層狀云等，對(duì)實(shí)時(shí)的天氣、動(dòng)力、微物理結(jié)構(gòu)等進(jìn)行觀測(cè)，有選擇性地對(duì)觀測(cè)點(diǎn)的方位、觀測(cè)的目的等進(jìn)行改善;同時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的變化還應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐娘w機(jī)、高炮等的天氣作業(yè)網(wǎng)的布局及作業(yè)任務(wù)的不同，比如降雨、消霧等進(jìn)行統(tǒng)籌的規(guī)劃。

2.3 人工影響天氣作業(yè)技術(shù)的主要內(nèi)容

在較為惡劣的天氣，比如冰雹容易發(fā)生的季節(jié)，需要一定高度的高炮將碘化銀作為發(fā)射物發(fā)到云層的對(duì)流層中或者將火箭發(fā)射到云層中，從而防止冰雹大量落地，降低自然災(zāi)害發(fā)生的頻率;在較為干旱的季節(jié)，應(yīng)該用上述高炮或是火箭實(shí)施人工增雨;上述作業(yè)的較為統(tǒng)一的特點(diǎn)為在強(qiáng)對(duì)流發(fā)生的天氣進(jìn)行作業(yè)，并且每年的3～9月作業(yè)期較好，因較容易發(fā)生強(qiáng)對(duì)流的天氣。

3 ?強(qiáng)化人工影響天氣作業(yè)技術(shù)的對(duì)策建議

3.1 注重科研水平的提升

人工影響天氣作業(yè)技術(shù)是我國(guó)抗旱、防災(zāi)技術(shù)的重要任務(wù)水平，在當(dāng)前科技水平不斷發(fā)展的狀況下，為提升人工影響天氣作業(yè)技術(shù)的水平，應(yīng)該加大對(duì)此方面的技術(shù)投入，避免災(zāi)害的發(fā)生，使災(zāi)害盡可能最小概率發(fā)生，同時(shí)還要注重技術(shù)水平的不斷優(yōu)化，對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行不斷研發(fā)與創(chuàng)新，提升作業(yè)水平。

3.2 提高人工影響天氣作業(yè)技術(shù)中運(yùn)載工具選擇的適宜程度

在人工影響天氣作業(yè)技術(shù)中，影響作業(yè)效果的較為重要的因素是提高催化劑發(fā)射工具選擇的適宜性，比如當(dāng)云層中帶有雷電時(shí)，這類云團(tuán)很大概率會(huì)發(fā)生降水，因此只需要選擇適宜的催化劑即可，這時(shí)需要借助于裝載著催雨劑的高炮或是火箭等進(jìn)行高空發(fā)射;而當(dāng)云層較為模糊時(shí)，選擇增雨火箭就不太適宜，主要原因?yàn)榭諝庵胁缓蟹e雨云，此時(shí)應(yīng)選擇飛機(jī)作為催化劑的主要運(yùn)載工具。同時(shí)，還需要注意的是，在運(yùn)載工具的選擇上，若采用飛機(jī)作業(yè)，則應(yīng)該注意風(fēng)向，若選擇高炮或是火箭，則需要注意地點(diǎn)選擇的合理性，避免落回地面的火箭對(duì)居民生活等產(chǎn)生影響，順利完成人工影響天氣作業(yè)技術(shù)。

參考文獻(xiàn)

[1] Koloskov BP，Korneev VP，Beryulev GP， et al.Twenty- five yearsof cloud seeding activity to modify weather condition sincities[A].The 10th WMO scientific conference on weather modification[C].Bali， Indonesia，2011.

[2] Ryan BF，King WD.A critical review of the Australian experience in cloud seeding[J].Bull Amer Meteor Soc，1997，78（2）：239-254.

[3] 陳文新，熊孝峰.對(duì)人工局部影響天氣問(wèn)題的探討[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2009（22）：284.

[4] 金華，張薔，何暉.機(jī)載粉劑催化劑播撒設(shè)備的研制及其在奧運(yùn)和殘奧消云中的應(yīng)用[J].氣象，2012，38（11）：1443-1448.