人工影響天氣在防災減災中的重要作用

荊海亮　孔令文　王旭

摘要? ? 本文概述了人工增雨和人工防雹的原理，闡述了人工影響天氣在防災減災中的重要作用，提出了人工影響天氣在防災減災中進一步發(fā)展應用的思路，以期充分發(fā)揮人工影響天氣在減少氣象災害損失中的作用。

關鍵詞? ? 人工影響天氣;防災減災;原理;重要作用

中圖分類號? ? P48? ? ? ? 文獻標識碼? ? A

文章編號? ?1007-5739（2020）03-0192-01? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?開放科學（資源服務）標識碼（OSID）

人工影響天氣是人們對客觀規(guī)律進行科學把握，并對自然進行合理開發(fā)、利用及改造的一項重要氣象科技手段。近些年來，隨著全球氣候異常變化，新疆干旱、冰雹等氣象災害頻發(fā)，使當?shù)孛癖娫馐芰司薮蟮慕?jīng)濟財產(chǎn)損失。因此，緊抓有利天氣時機開展人工影響天氣作業(yè)，對于防災減災及促進農(nóng)業(yè)增產(chǎn)豐收等具有重要意義。

1? ? 人工影響天氣概述

1.1? ? 人工增雨的原理

人工增雨是以不同云層的物理特性為依據(jù)，將碘化銀、干冰、溶液滴、鹽粉等催化劑播撒到云層中，使云滴相態(tài)及譜分布的均勻性得到改變，并使云滴加速轉化為大降水粒子的過程[1]。冷云（云體溫度在0 ℃以下）催化指的是使云中產(chǎn)生一定量的冰晶，在冰晶、水汽與云滴共同存在的條件下，冰面飽和水汽壓低于水面飽和水汽壓，導致冰晶迅速長大，云滴被蒸發(fā)，同時云水轉化為冰水。這既導致降水效率顯著增加，又使得成雨進程及地面降水分布發(fā)生一定程度的改變。

暖云（云體溫度在0 ℃以上）降水形成機制與冷云降水存在著一定程度的差異。暖云催化主要是將吸濕性核或大水滴撒入云中，使云滴譜的均勻性發(fā)生改變，隨著云（雨）滴譜的不斷拓寬，其原有的穩(wěn)定形態(tài)遭到破壞，導致各粒子之間相互碰撞進而產(chǎn)生降水過程。

1.2? ? 人工防雹的原理

人工防雹是指通過人工干預的方法減少或直接切斷小雹胚的水分供應，破壞云中的冰雹胚胎使其無法正常發(fā)展為冰雹，或者通過人工干預使小冰粒在未長成冰雹之前就降至地面。常用的人工防雹方法主要包括增加人工雹胚、使雹胚形成區(qū)域進而提前發(fā)生降水、降低冰雹生長軌跡、在冰雹云當中引發(fā)動力干擾等，以達到抑制冰雹生長及減少降雹等目的[2]。

2? ? 人工影響天氣在防災減災中的重要作用

新疆地區(qū)早在1950年左右就已經(jīng)開展人工影響天氣作業(yè)，是我國最早開展人工影響天氣作業(yè)的一個省區(qū)。截至目前，新疆已經(jīng)構建了比較健全的人工影響天氣體系，同時還建立了覆蓋面較廣的人工影響天氣作業(yè)點。其中，人工防雹作業(yè)聯(lián)防體系已經(jīng)覆蓋到伊犁河谷、塔額盆地、奎瑪流域、艾比湖流域及阿克蘇等地區(qū)，能夠實現(xiàn)火箭、高炮、飛機等多種方式的立體聯(lián)合作業(yè)。另外，“三七”中共包括高炮660門、火箭發(fā)射系統(tǒng)700多個、天氣監(jiān)測雷達33個。據(jù)統(tǒng)計，每年能夠發(fā)射3萬多枚火箭彈、20多萬發(fā)炮彈。每年通過人工防雹作業(yè)能夠減少70%左右的冰雹災害損失，人工增雨（雪）作業(yè)則能夠增水60億t，每年由此產(chǎn)生的經(jīng)濟效益逾20億元。

2.1? ? 人工增雨抗旱

新疆上空具有充足的水汽，但是只有10%左右的水汽能夠以雨雪的形式降落至地面，進而導致該地區(qū)干旱災害頻發(fā)，因而非常有必要開展人工增雨作業(yè)。新疆自2008年開始實施“新疆人工增雨雪應急抗旱工程”，自此飛機作業(yè)的密度與強度實現(xiàn)了顯著提升。2010年新疆開展人工增雨（雪）作業(yè)，使用25架飛機播撒碘化銀50 395 g、煙條352根、焰彈3 135枚，一共播撒110 h，影響區(qū)域達到55萬km2，有效改善了當?shù)厮Y源短缺現(xiàn)象。2012年新疆再次使用2架運輸機開展人工增雨（雪）作業(yè)，起降基地分別為庫爾勒機場與克拉瑪依機場，影響區(qū)域一共跨越15個作業(yè)區(qū)，并取得了顯著的效果，為該地區(qū)人工增雨（雪）作業(yè)積累了寶貴的實踐經(jīng)驗。

2.2? ? 人工防雹減災

近些年來，新疆每年發(fā)射的防雹炮彈數(shù)量在20萬發(fā)左右，防雹火箭彈的數(shù)量在2萬枚左右，其防雹作業(yè)規(guī)模與耗彈量均位于全國首位。另外，人工防雹作業(yè)還與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)密切相關，各個地區(qū)人工影響天氣辦公室均建立了氣象衛(wèi)星聯(lián)網(wǎng)聯(lián)防，同時還擁有防雹點及先進的通訊設備，不僅為氣象專家對冰雹云層進行準確判斷并對高炮進行指揮創(chuàng)造了有利條件，還能夠大大減少冰雹災害造成的影響及損失。以一四九團人工影響天氣工作為例，2011年該團一共有2個火箭發(fā)射車及8個炮點，一共開展9次人工影響天氣作業(yè)，共計發(fā)射炮彈1 400多個及火箭80多枚。人工增雨作業(yè)的順利開展，使當?shù)孛藁ㄉa(chǎn)獲得了高產(chǎn)豐收。之后，農(nóng)九師一六七團一共投資30多萬元建成5個防雹炮點，其中包含有2門防雹高炮及15名防雹民兵。當發(fā)布冰雹災害預警時，該團及時開展人工防雹作業(yè)，為農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增收創(chuàng)造了有利條件。

3? ? 人工影響天氣在防災減災中的發(fā)展思考

盡管新疆地區(qū)人工影響天氣作業(yè)取得了顯著成效，但是人工影響天氣的業(yè)務科技水平、服務能力等都無法與防災減災需求相適應，部分地區(qū)依然存在著未及時開展防災減災工作、科技費用較高、無法對重災區(qū)進行有效防護與管理等問題，因而采取科學有效的措施進一步發(fā)展人工影響天氣作業(yè)非常有必要[3]。

3.1? ? 構建防災減災協(xié)調機制

在各部門之間建立信息共享與協(xié)調聯(lián)動機制，嚴格遵循“以防為主，防災、抗災與救災相互結合”的方針，使全民的防災減災意識得到顯著提升。

3.2? ? 加強宣傳培訓

新疆氣象局還應當定期針對防災減災工作開展一定的宣傳教育活動，實現(xiàn)防災減災知識的全面普及與推廣。還應當強化對工作人員的培訓，加強人工影響天氣工作人員對人工影響天氣相關法律法規(guī)、基本業(yè)務知識、安全管理規(guī)定、火箭高炮等設備的實踐操作及流程等知識的理解與掌握，提高人工影響天氣工作人員的技能水平，進而構建高質量的人工影響天氣工作隊伍[4-5]。

3.3? ? 降低作業(yè)成本

由于人工影響天氣作業(yè)的科技費用較高，導致部分經(jīng)濟落后地區(qū)無法正常開展人工影響天氣作業(yè)。因此，應當適當降低人工影響天氣的作業(yè)費用，并積極研發(fā)出效益較高且經(jīng)濟投入較小的產(chǎn)品，使經(jīng)濟落后地區(qū)也能夠開展人工影響天氣作業(yè)，進而對當?shù)亟?jīng)濟的穩(wěn)步發(fā)展起到一定程度的促進作用。

4? ? 參考文獻

[1] 張濤.人工影響天氣在農(nóng)業(yè)防災減災中的重要作用[J].農(nóng)業(yè)與技術，2017，37（18）：237.

[2] 趙鋼，周長征，姜永征，等.人工影響天氣在氣象防災減災中的作用及發(fā)展建議[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2010（14）：268-269.

[3] 李潤飛，紀圓明，黃金福.人工影響天氣在農(nóng)業(yè)防災減災中的重要作用[J].北京農(nóng)業(yè)，2011（6）：214-215.

[4] 劉沈芳，李靜.淺談氣象服務在農(nóng)業(yè)防災減災中的應用[J].南方農(nóng)機，2019，50（3）：228.

[5] 金文巖，張德惠，于琳琳，等.氣象為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)防災減災服務存在的問題及對策[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2018（6）：210.