人工影響天氣在營(yíng)口市農(nóng)業(yè)氣象防災(zāi)減災(zāi)中的應(yīng)用

收稿日期：2023-12-10

作者簡(jiǎn)介：崔福濤（1990—），男，遼寧鞍山人，工程師，研究方向?yàn)槿斯び绊懱鞖狻?通信作者：耿樹(shù)江（1966—），男，遼寧開(kāi)原人，正高級(jí)工程師，主要從事大氣物理與大氣環(huán)境工作。E-mail：3369168665@qq.com。

摘 要：在“雙循環(huán)”背景下，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整逐漸加快，對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的流通起到了良好的影響。然而，目前看來(lái)，隨著全球變暖等環(huán)境問(wèn)題的加劇，農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的發(fā)生頻率明顯提升，發(fā)生規(guī)模也明顯擴(kuò)大，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成了一定的負(fù)面影響。工作人員應(yīng)當(dāng)重視借助人工影響天氣技術(shù)，通過(guò)人工降雨、降雪、防雹、防霜等措施的實(shí)施，為農(nóng)作物營(yíng)造更為良好的生長(zhǎng)環(huán)境，助推農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步發(fā)展。概述了營(yíng)口市地理氣候環(huán)境及人工影響天氣技術(shù)，分析了人工影響天氣在營(yíng)口市農(nóng)業(yè)氣象防災(zāi)減災(zāi)中的具體應(yīng)用，并提出了幾點(diǎn)對(duì)策。

關(guān)鍵詞：人工影響天氣；氣象防災(zāi)減災(zāi)；對(duì)策；營(yíng)口市

中圖分類號(hào)：P48 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2024）04–0-03

氣候?qū)θ藗兊纳罹哂猩钸h(yuǎn)影響，為保障人們的舒適生活，應(yīng)用人工方式改變天氣環(huán)境已經(jīng)成為推動(dòng)社會(huì)發(fā)展的重要趨勢(shì)[1-2]。人工影響天氣作業(yè)方式可以通過(guò)在空中發(fā)射化學(xué)試劑改變?cè)茖咏Y(jié)構(gòu)而進(jìn)行人工降水、降雪等。就目前的發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，人工影響天氣技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中能夠有效防止干旱氣候?qū)r(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成的影響，也可以有效避免雪災(zāi)、冰雹等自然災(zāi)害。在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)不斷增長(zhǎng)的背景下，自然災(zāi)害對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成的影響已經(jīng)成為不容忽視的問(wèn)題，在現(xiàn)實(shí)發(fā)展中，工作人員要靈活運(yùn)用人工影響天氣技術(shù)保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量。

1 營(yíng)口市的概況

1.1 地理環(huán)境

營(yíng)口位于遼寧省南部，地處遼東半島中樞，渤海東岸，大遼河入海口處，地形自東南向西北逐漸傾斜，自然形成東部山區(qū)、中部丘陵、西部平原的地貌特征[1]。整體呈現(xiàn)出“五山一水四分田”，山、水、田的面積分別占全市總面積的27.0%、31.6%和41.4%。地理環(huán)境對(duì)氣候的影響是多方面的，主要表現(xiàn)在地理緯度、海陸分布、地形地勢(shì)等對(duì)大氣候的影響，地表植被、濕地水體等對(duì)小氣候的影響，影響的直接結(jié)果表現(xiàn)為形成一定范圍的溫度、降水、風(fēng)向風(fēng)力、相對(duì)濕度等氣候要素。

1.2 氣候特征

氣候資源是指光、熱、水、風(fēng)及可開(kāi)發(fā)利用的大氣成分，是人類生產(chǎn)和生活不可缺少的自然資源，合理開(kāi)發(fā)利用氣候資源對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。營(yíng)口氣候資源較為豐富，其氣候特點(diǎn)是冬季漫長(zhǎng)寒冷，夏季溫?zé)岫嘤?，春季干燥多風(fēng)，秋季涼爽宜人，四季分明，雨熱同季，屬大陸性季風(fēng)氣候。按照氣候帶劃分，屬暖溫帶季風(fēng)氣候，氣候大區(qū)（以干燥度劃分）為亞濕潤(rùn)區(qū)。

營(yíng)口地區(qū)熱量條件較為充足，沿海平原及丘陵地帶的熱量條件在遼寧省僅次于大連地區(qū)。年平均氣溫9.3～9.8 ℃，≥10 ℃天數(shù)為175～180 d，≥10 ℃積溫為3 595～3 754 ℃·d，最冷月（1月）平均氣溫低于-8 ℃，1月平均最高氣溫為-4～-3 ℃，屬暖溫帶[2]。營(yíng)口地區(qū)降水量適中，年均降雨量在631.3～652.2 mm，最大小時(shí)降雨量可達(dá)80 mm以上，農(nóng)作物生長(zhǎng)期間（4月下旬至10月中旬）降水量為508～555 mm，干燥度系數(shù)（作物生長(zhǎng)期可能蒸發(fā)量與同期降水量之比）接近于1，屬濕潤(rùn)與亞濕潤(rùn)交界區(qū)。營(yíng)口地區(qū)光照條件優(yōu)越，年日照時(shí)數(shù)最高為2 950 h，多于省內(nèi)大部分地區(qū)，與遼寧省西部半干旱地區(qū)持平，屬光能較豐富地區(qū)。由于營(yíng)口具有的特殊地形和氣候條件，當(dāng)?shù)赝喟l(fā)氣象災(zāi)害：春季易發(fā)生干旱，夏季易出現(xiàn)暴雨及洪澇，春秋季多大風(fēng)、冰雹，冬季常出現(xiàn)寒潮、大風(fēng)雪。由氣象災(zāi)害帶來(lái)的次生災(zāi)害，如泥石流、風(fēng)暴潮等也偶有發(fā)生。

2 人工影響天氣的概述

2.1 人工影響天氣的概念

人工影響天氣主要是指以人工及人為操作形式影響局部天氣情況，在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中以人工影響天氣也是防災(zāi)減災(zāi)的主要技術(shù)手段之一。為了進(jìn)一步保障農(nóng)作物正常生長(zhǎng)，提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的開(kāi)展效率和實(shí)施效果，農(nóng)業(yè)氣象始終是重中之重。對(duì)此，氣象部門與農(nóng)業(yè)部門需要緊密協(xié)調(diào)，積極配合，在農(nóng)業(yè)氣象預(yù)測(cè)中始終保持精準(zhǔn)、有效的工作原則，在必要條件下可以應(yīng)用人工形式影響某一區(qū)域的天氣狀態(tài)。

從技術(shù)落實(shí)的角度來(lái)看，人工影響天氣技術(shù)手段最早出現(xiàn)于20世紀(jì)40年代末，最早由美國(guó)朗格繆爾進(jìn)行技術(shù)實(shí)驗(yàn)發(fā)展，截至當(dāng)前，人工影響天氣已經(jīng)在各領(lǐng)域廣泛應(yīng)用深入實(shí)踐，受到了社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。也正因如此，人工影響天氣成了氣象領(lǐng)域的重大實(shí)踐和進(jìn)步之一?，F(xiàn)如今，人工影響天氣不僅僅局限于人工降雨技術(shù)，還可以充分利用氣候資源，并配合飛機(jī)、火箭、高射炮等多種類型的運(yùn)載工具和科學(xué)技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)局部天氣的人工影響，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)降雨、防災(zāi)、防霜、消霧等多重農(nóng)業(yè)氣象目標(biāo)。

2.2 人工影響天氣的技術(shù)原理

2.2.1 暖云人工增雨的原理

暖云是云體溫度超過(guò)0 ℃，且云頂溫度不足0 ℃，

同時(shí)有過(guò)冷云滴存在的云[3]。暖云產(chǎn)生的自然降水是氣流攜帶水汽進(jìn)入云中，以凝結(jié)核為核心，凝結(jié)后形成的云滴，下落到地面后就成了降水。若是降水較小或沒(méi)有降水出現(xiàn)，可利用人工方式引入大水滴或有大水滴的物質(zhì)出現(xiàn)，進(jìn)而引發(fā)降水或增加降水量。

2.2.2 云的動(dòng)力催化原理

由于冷云催化的影響，云中會(huì)出現(xiàn)大量冰晶，這個(gè)過(guò)程會(huì)釋放大量潛力，改變積云的宏觀動(dòng)力，隨后引發(fā)降水天氣。由于云內(nèi)外間有溫差，會(huì)進(jìn)而產(chǎn)生浮力，同時(shí)會(huì)影響積云的上升氣流速度。發(fā)展較旺盛的積雨云涵蓋了較多的過(guò)冷水滴。若是在冷云中播撒大量成冰的催化劑，短期內(nèi)則會(huì)導(dǎo)致過(guò)冷水滴凍結(jié)，積云快速上升，且云體不斷擴(kuò)大，導(dǎo)致云體內(nèi)水分不斷增加，繼而出現(xiàn)強(qiáng)降水天氣。

2.2.3 冷云人工增雨原理

冷云包含了過(guò)冷水滴、冰晶和水汽，即溫度在0 ℃以下的云，而對(duì)云中冰水進(jìn)行轉(zhuǎn)化則是降水天氣出現(xiàn)的關(guān)鍵。若將催化劑播撒到0～30 ℃的過(guò)冷卻云中，將會(huì)產(chǎn)生人工冰晶，經(jīng)過(guò)蒸凝后會(huì)出現(xiàn)降水天氣，這就是人工增雨。

2.2.4 人工防雹原理

（1）過(guò)量播撒催化劑。是指大量的過(guò)冷卻水累積到冰雹云上部，該區(qū)域也是冰雹生長(zhǎng)位置。在累積帶內(nèi)會(huì)出現(xiàn)緩慢上升的氣流，再加上四周低溫，極易產(chǎn)生雹胚。雹胚在與過(guò)冷水滴多次碰撞后，會(huì)增大體積，再加上上升氣流作用，為冰雹天氣的出現(xiàn)提供了有利條件。若是將一定量的冰雹胚胎引入至累積區(qū)，會(huì)降低水分濃度，不利于冰雹的形成。（2）云中爆炸。將人工增雨防雹炮彈發(fā)射到云中，使其炸裂，該過(guò)程會(huì)形成沖擊波，使冰雹出現(xiàn)震動(dòng)，云層中過(guò)冷卻液態(tài)水含量也會(huì)下降，冰雹變軟后不利于冰雹體積的增大。

3 人工影響天氣在農(nóng)業(yè)氣象防災(zāi)減災(zāi)中的應(yīng)用

3.1 人工增雨

人工增雨主要是通過(guò)人工影響天氣的方式進(jìn)行干預(yù)，利用自然降水原理和人工降雨操作，結(jié)合不同云層的特點(diǎn)和情況，借助飛機(jī)等設(shè)施向其中噴灑降雨催化劑，促使云滴迅速凝結(jié)碰撞成雨滴，下降到地面，從而確保農(nóng)作物能夠正常生長(zhǎng)[4-5]。

營(yíng)口市春季干旱情況較為嚴(yán)重，4月下旬左右降水量相對(duì)較為集中，因此大田農(nóng)作物播種時(shí)期多集中在此階段。但與此同時(shí)，營(yíng)口市年際降水量變化情況較為明顯，大部分年份4月中旬的降水量小于10 mm，干旱情況明顯，對(duì)當(dāng)?shù)卮翰ビ绊憞?yán)重。因此，需要通過(guò)人工增雨的方式緩解農(nóng)業(yè)種植過(guò)程中的干旱問(wèn)題。

3.2 人工防霜

霜凍是農(nóng)業(yè)種植過(guò)程中的主要災(zāi)害，對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量和質(zhì)量的影響較大。營(yíng)口市一年內(nèi)寒冷天氣占比較高，且溫差較大，不利于作物播種和生長(zhǎng)發(fā)育。在幼苗培育和移栽期間，營(yíng)口市存在持續(xù)低溫天氣，低溫冷害發(fā)生頻率在9%左右，極端低氣溫甚至可達(dá)到-31.4 ℃。

此外，10—11月，營(yíng)口寒潮和冷空氣的出現(xiàn)頻率相對(duì)較高，并伴有大風(fēng)，對(duì)于農(nóng)業(yè)種植影響十分嚴(yán)重。當(dāng)前，常見(jiàn)的人工防霜措施主要為煙熏處理，工作人員應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際天氣情況，選擇適當(dāng)時(shí)間，在作物種植區(qū)域進(jìn)行燃燒煙熏，以調(diào)節(jié)農(nóng)作物周圍環(huán)境的溫度，降低霜凍的影響。

3.3 人工防雹

冰雹天氣對(duì)于農(nóng)作物危害影響嚴(yán)重，且常伴隨大風(fēng)、雷暴等不良現(xiàn)象，破壞性較強(qiáng)，主要損壞植物莖葉和果實(shí)，降低農(nóng)作物質(zhì)量和產(chǎn)量。經(jīng)過(guò)對(duì)營(yíng)口市天氣情況的統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，其冰雹天氣出現(xiàn)的概率相對(duì)較高，時(shí)間較長(zhǎng)，長(zhǎng)達(dá)25～36 d。在實(shí)際進(jìn)行人工防雹作業(yè)的過(guò)程中，工作人員可通過(guò)撒播催化劑、爆炸等人工方式影響云層，抑制云層中冰雹的形成和生長(zhǎng)，以此避免冰雹降。人工防雹的主要作業(yè)內(nèi)容包括冰雹預(yù)報(bào)、防雹措施以及效果檢驗(yàn)。

3.4 人工增雪

人工增雪也是解決區(qū)域季節(jié)性干旱的重要措施，與人工增雨的原理相同。人工增雪本身難度較大，對(duì)天氣條件要求更高，一方面，需要具備充足的水汽，要求冷云中包含充足的小水滴和小雪晶，從而通過(guò)噴灑催化劑，促使雪晶快速增長(zhǎng)并克服浮力落到地面。另一方面，對(duì)云層的厚度、高度等也有一定的要求，過(guò)厚、過(guò)高或者過(guò)低的云層都不利于人工降雪作業(yè)。冬季人工降雪不僅有助于緩解土壤干旱和補(bǔ)充水量，還能夠有效抑制病蟲(chóng)害發(fā)生，為次年農(nóng)作物的種植栽培提供良好的環(huán)境條件。

4 人工影響天氣在農(nóng)業(yè)氣象防災(zāi)減災(zāi)中的措施

4.1 做好人工影響天氣作業(yè)前的準(zhǔn)備工作

第一，相關(guān)部門要提前發(fā)出或公布人為擾動(dòng)的預(yù)警信息，在作業(yè)前對(duì)操作者進(jìn)行培訓(xùn)，每年定期檢修，以保證作業(yè)的安全。同時(shí)，相關(guān)部門要做好后勤保障、經(jīng)費(fèi)預(yù)算、彈藥采購(gòu)、設(shè)備更新等工作，并定期進(jìn)行安全檢查，確保安全制度得到切實(shí)落實(shí)[6-7]。

第二，要把握時(shí)機(jī)，積極采取人工增雨防雹措施。根據(jù)區(qū)域氣候、短期氣象預(yù)報(bào)，各級(jí)有關(guān)部門運(yùn)用現(xiàn)代技術(shù)，提前制訂人工影響天氣的工作計(jì)劃，保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，科學(xué)地利用云汽云團(tuán)，從多角度、多方位地解決干旱問(wèn)題。

第三，在春季、秋季重點(diǎn)防火期，相關(guān)部門應(yīng)聯(lián)合相關(guān)部門開(kāi)展人工增雨（降雪），確保群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。在強(qiáng)對(duì)流冷渦天氣高發(fā)期應(yīng)加強(qiáng)相關(guān)部門的預(yù)報(bào)、應(yīng)急聯(lián)動(dòng)，積極主動(dòng)地進(jìn)行人工降雪、人工防雹，以增強(qiáng)人影工作的及時(shí)性和科學(xué)性。操作人員要積極主動(dòng)地適應(yīng)新時(shí)期的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供更好的配套服務(wù)，優(yōu)化操作場(chǎng)所、操作模式，提高人工影響天氣的工作效率，增強(qiáng)災(zāi)害防治能力。

4.2 使用數(shù)字信息技術(shù)，優(yōu)化氣象預(yù)報(bào)能力

近年來(lái)，在信息時(shí)代的大環(huán)境下，大量先進(jìn)的信息技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，為氣象防災(zāi)減災(zāi)工作的實(shí)施提供了一定的助力[8]。為實(shí)現(xiàn)對(duì)人工影響天氣的優(yōu)化利用，工作人員可將數(shù)字信息技術(shù)引入至氣象預(yù)報(bào)與氣象防災(zāi)減災(zāi)工作中，提升工作質(zhì)量。例如，強(qiáng)化對(duì)大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用。工作人員可利用此類技術(shù)，收集、整理和分析海量的氣象數(shù)據(jù)信息。傳統(tǒng)的氣象觀測(cè)手段往往受限于時(shí)間、空間和資源等因素，獲取的數(shù)據(jù)量相對(duì)有限。技術(shù)人員可借助大數(shù)據(jù)技術(shù)，實(shí)時(shí)、全面地收集各種氣象要素?cái)?shù)據(jù)，包括溫度、濕度、氣壓、風(fēng)速等，獲取更加詳盡和精確的氣象信息，為人工影響天氣的實(shí)施提供更全面的分析、決策依據(jù)。

整體看來(lái)，數(shù)字信息技術(shù)在氣象預(yù)報(bào)工作中的應(yīng)用價(jià)值：第一，數(shù)字信息技術(shù)能夠改善氣象預(yù)報(bào)的時(shí)效性。通過(guò)快速實(shí)施數(shù)據(jù)傳輸，工作人員可觀測(cè)氣象數(shù)據(jù)，并使用預(yù)測(cè)模型計(jì)算結(jié)果，迅速傳遞給決策者和應(yīng)用人員，幫助相關(guān)人員準(zhǔn)確把握天氣變化的趨勢(shì)，選擇最佳的干預(yù)時(shí)機(jī)和方法，提高人工影響天氣的應(yīng)用效果。

第二，數(shù)字信息技術(shù)能夠促進(jìn)氣象數(shù)據(jù)的可視化和共享。通過(guò)數(shù)據(jù)可視化的方式，可將復(fù)雜的氣象數(shù)據(jù)以直觀、易懂的形式展現(xiàn)出來(lái)，便于決策者理解、利用，促進(jìn)對(duì)氣象數(shù)據(jù)的共享和交流，實(shí)現(xiàn)各個(gè)部門和機(jī)構(gòu)之間的數(shù)據(jù)互通，方便相關(guān)工作者更好地應(yīng)用人工影響天氣技術(shù)。

4.3 其他措施

（1）提高服務(wù)水平。發(fā)揮人工影響天氣趨利避害作用，做好糧食生產(chǎn)功能區(qū)、重要農(nóng)產(chǎn)品保護(hù)區(qū)以及特色農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)帶的抗旱、防雹等作業(yè)，切實(shí)保障糧食安全和農(nóng)產(chǎn)品有效供給，以及更好地服務(wù)防災(zāi)減災(zāi)。

（2）發(fā)揮人工影響天氣工作的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。在應(yīng)對(duì)干旱、異常高溫、森林火災(zāi)、冰雹等自然災(zāi)害中，適時(shí)開(kāi)展作業(yè)，降低災(zāi)害損失，保護(hù)人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全。加快人工影響天氣作業(yè)由增雨防雹減災(zāi)向服務(wù)生態(tài)環(huán)境拓展，進(jìn)一步提升生態(tài)文明建設(shè)的保障能力[9]。

（3）提高發(fā)展質(zhì)量。市氣象局會(huì)同各地區(qū)、各部門要持續(xù)加強(qiáng)基礎(chǔ)業(yè)務(wù)建設(shè)，加快推動(dòng)人工影響天氣現(xiàn)代化作業(yè)裝備更新升級(jí)，不斷提升精準(zhǔn)、科學(xué)、安全作業(yè)能力；要持續(xù)加強(qiáng)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和人才隊(duì)伍建設(shè)，提升人工影響天氣的科技內(nèi)涵和創(chuàng)新支撐，力爭(zhēng)在作業(yè)條件監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)、科學(xué)試驗(yàn)和技術(shù)應(yīng)用上取得新突破；要共同守住安全底線，將人工影響天氣工作納入安全保障體系，履行好氣象、公安、應(yīng)急等行業(yè)安全監(jiān)管責(zé)任，加強(qiáng)作業(yè)裝備、彈藥全流程安全管理，確保人工影響天氣工作安全發(fā)展。

5 結(jié)束語(yǔ)

在新時(shí)代發(fā)展進(jìn)程中，我國(guó)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展速度越來(lái)越快，為進(jìn)一步保障農(nóng)作物順利生長(zhǎng)，推進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化改革，需要真正落實(shí)農(nóng)業(yè)防災(zāi)減災(zāi)，發(fā)揮人工影響天氣作業(yè)在農(nóng)業(yè)氣象防災(zāi)減災(zāi)中的重要作用和價(jià)值。當(dāng)前農(nóng)業(yè)氣象防災(zāi)減災(zāi)領(lǐng)域應(yīng)用的人工影響天氣技術(shù)主要涵蓋人工增雨、人工防雹、人工消霧等。相關(guān)部門應(yīng)進(jìn)一步發(fā)揮公共預(yù)警平臺(tái)的作用，廣大農(nóng)戶需要不斷提升防災(zāi)減災(zāi)意識(shí)，在日常生活和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中提高對(duì)災(zāi)情信息的了解，及時(shí)應(yīng)對(duì)不同類型突發(fā)風(fēng)險(xiǎn)和氣象災(zāi)情，最大限度地減少損失。

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