盐边县人工影响天气的贡献

边建伟 边涵 李林

摘要从盐边气候特点、开展人工影响天气的必要性、强对流云的生命史、影响降水云消散的因素、人工防雹和增雨的原理、盐边降水的贡献与防雹的对应关系几方面，探讨盐边人工影响天气的贡献，科学解释人工防雹和增雨工作，为人影工作顺利开展营造良好环境。

关键词冰雹灾害；成因；作业原理；作业贡献

中图分类号S161文献标识码A文章编号0517-6611（2014）21-07139-04

盐边县地处横断山脉南部，境内山岭纵横，河谷幽深，相对高差大。由于所处地理位置和复杂的地形条件，致使盐边在同纬度地区形成独特的以南亚热带为基带的立体气候，具有典型的南亚热带季风气候特点。冬暖夏凉，干雨季分明，光热资源充足，太阳辐射强，蒸发量大，无霜期长，气温日较差大而年较差小，多夜雨和雷阵雨，气象灾害种类多而频繁，小气候复杂多样，立体气候显著。人工影响天气是指为了避免或减轻气象灾害，在适当的天气条件下，采用高炮、火箭等作业装备实施人工干预，实现增加雨（雪）、预防冰雹的活动。笔者长期从事人工影响天气工作，深切感受了干旱、冰雹灾害对盐边县经济特别是农业生产的危害。在此，笔者结合工作实践，对人工影响天气的理论加以应用研究，以期为盐边人工影响天气工作发挥提供理论指导。

1开展人工影响天气的重要性

1.1气候独特，冰雹灾害多盐边县地处横断山脉南部，境内山脉及河流纵横交错，地形复杂，小气候复杂多样。优良的小气候环境，为因地制宜发展特色农业创造了条件[1]。与此同时，沿孟加拉湾北上的西南暖湿气流，受青藏高原地形影响在横断山脉南部形成气旋式辐合抬升作用，造成该区域冰雹灾害显著偏多。据资料和调查统计，1992～2013年全县共出现较大冰雹灾害78次，平均每年3.7次，最多的2000年出现12次。冰雹多出现在对流较强的3～10月，其余月份出现较少。最早出现在2月，最晚出现在11月底。一天中，以午后到傍晚出现的频率最大，其他时间很少出现。2005年8月14日06：00左右，在共和乡林海片区降了冰雹，凌晨降冰雹非常罕见。1997～2013年盐边县共发生冰雹灾害事例16次，2002、2006、2013年均出现2次较严重的冰雹灾害。每次冰雹、暴雨、大风使全县农作物均受到不同程度的损害，造成一定的经济损失。如2012年8月14日暴风雨、冰雹，造成温泉、格萨拉、永兴、和爱等乡（镇）受灾，经济损失500.54万元；2013年8月1～2日，共和乡、渔门镇和永兴镇境内遭受大风冰雹灾害，经济损失450.24万元；2013年8月16日和爱、共和乡、益民乡和红格镇遭受大风冰雹灾害，直接经济损失918.55万元。

1.2冰雹灾害对烤烟等经济作物的影响1998年以来，全县农业结构进行调整。盐边独特的气候非常适宜种植烤烟，被烟草专家誉为“中国的津巴布韦”。盐边县委、县政府在2005年就将优质烤烟生产列入“十一五”规划，列入“桑、菜、果、畜、鱼、烟、茶”七大农业支柱产业发展。经过10多年的发展，烤烟、水果、蔬菜等已成为农民增收致富的重要手段，已逐步形成了农业支柱产业。近年来，由于政府的大力支持和收购政策较好，农民种植烤烟的积极性高，全县烤烟种植面积稳中有增，到2012年盐边县烤烟种植面积达3 但由于该县特殊的地貌和地理条件，烤烟生产在很大程度上还取决于天气因素。烤烟、热带水果等农作物的生长期在4～9月，正处在该县冰雹多发的季节。由于烤烟是收获叶片，与其他农作物相比，对冰雹的敏感性更强。冰雹来势凶、历时短，往往伴随大风、短时强雷雨，对烤烟危害严重。

1.3干雨季分明，人工增雨对农业生产和生态环境作用大根据盐边县雨季开始期及年降水量统计（表1）发现，盐边县干雨季分明，降水时空分布不均匀。雨季开始期多年平均为6月中旬初，最早的在5月中旬～5月下旬，最晚的在6月下旬～7月初；雨季结束期多年平均为10月下旬中期，最早的在9月下旬，最晚的在11月上旬。年雨量80%左右集中在6～9月，10月～次年5月降水仅占20%左右，干季中有的月份没有降水。在每年4～5月大春玉米、水稻、烤烟播种和烤烟移栽、成活的关键期，正是全年温度最高、最干旱的季节，缺水问题非常突出；加之适宜种植烤烟的地区主要分布在二半山区，其水利设施薄弱，在干旱的年份蓄水更加不足；随着农业产业结构调整，用水量较传统农业大大增加；农民生活方式的改变，生活用水需求增大。上述几个因素的迭加结果，造成农业缺水问题非常突出。在干季护林防火任务更是非常艰巨。近年来各地空气污染事件多有发生，对人民群众健康影响大。在自然降水很少或空气污染事件发生时，及时开展人工增雨工作，对有效缓解旱情和空气污染贡献巨大。

2人工影响天气原理

人工影响天气就是运用云和降水物理学原理，在适当的天气条件下，选择适当的时机，通过使用飞机、火箭、高炮等运输工具，向降水云中适当的部位播撒催化剂实施人工干预，使天气过程发生符合人类愿望达到增加降水、减少冰雹等目的[2]。人工影响天气是人工降水、人工防雹、人工消云、人工消雾、人工防霜、人工削弱风暴（台风）和人工抑制雷电的总称。

2.1人工防雹产生冰雹的主要条件是云中要有上下强烈运动的气流，且蕴涵大量水分，只有这样云中小的冰雹胚胎才有发展成冰雹的足够水分供应，才有机会捕捉云中水分使自身不断增大。人工防雹就是运用气象雷达或有经验的观测目视识别出冰雹云，采用高射炮或火箭及时将碘化银炮弹发射到可能产生冰雹的强对流云中爆炸，催化剂播撒在云中使雹云中的过冷小水冰晶化，由此產生大量人工雹胚。这些人工雹胚就与自然形成的雹胚争夺云中的水分，使雹胚受到遏制，吃不饱、长不大，云中的冰雹胚胎不能发展成冰雹或使小冰粒在变成大冰粒之前就降落到地面成为降水。同时，炮弹爆炸产生的冲击波也能影响上升气流，造成尚未形成大雹的小雹迅速以软雹或雨的形式降落，从而化雹为雨，在一定程度上增加了降雨量[3]。

42卷21期边建伟等盐边县人工影响天气的贡献2.2人工降雨人工降雨就是运用云和降水物理学原理，通过向云中撒播催化剂（盐粉、干冰或碘化银等），使云滴或冰晶增大到一定程度降落到地面形成降水。其原理是通过撒播催化剂，影响云的微物理过程，使在一定条件下本来不能自然降水的云受激发而产生降水，也可使本来能自然降水的云增加降水量。撒播催化剂的方法有飞机在云中撒播、高射炮或火箭将碘化银炮弹射入云中爆炸和地面燃烧碘化银焰剂等。碘化银只要受热后就会在空气中形成极多极细（只有头发直径的百分之一到千分之一）的碘化银粒子，这些微粒随气流运动进入云中，在冷云中产生几万亿到上百亿个冰晶。一般自然降水的产生，不仅需要一定的宏观天气条件，还需要满足云中的微物理条件，如0 ℃以上的暖云中要有大水滴、0 ℃以下的冷云中要有冰晶，没有这个条件，天气形势再好，云层条件再好也不会下雨。然而，在自然的情况下这种微物理条件有时就不具备，有时虽然具备但又不够充分。此时，如果人工向云中播撒人干冰核，使云中产生凝结或凝华的冰水转化过程，再借助水滴的自然碰并过程，就能使降雨产生或使雨量加大。催化剂在云中所起的作用，使本来不会产生的降水得以产生，已经产生的降水强度增大。

3强对流云团的生命史

强对流云团是开展人工影响天气的主要天气尺度和中尺度天气系统，冰雹云是发展很旺盛的强对流云团。强对流云团的生命史可分为3个阶段。

3.1初生阶段近地面由于太阳照射辐射增温气团开始上升，气团上升到凝结高度开始凝结出液态水滴并放出凝结潜热，大气不稳定度增加，不稳定能量积蓄，造成环流加速，云顶继续上升。

3.2维持阶段云是上升气流托着千千万万个水凝物，当云发展到一定程度后，云中积累的液态水含量愈来愈多，水凝物和上升气流间达到某种相对的平衡，云顶大致保持在某一高度，如高大的浓积云夏季中午前后常见。如果作一个垂直剖面，可见上升气流在云底附近较小，随高度增加达到一个极大值后（强对流云可达15～20 m/s）又随高度减小到云顶接近零，呈抛物线分布。

3.3崩溃阶段云强烈发展，云顶高度远高于自然冰化高度（约在-20 ℃），云中开始产生冰晶，由于冰面饱和水汽压小于水面饱和水汽压，冰晶迅速增长下落，经过暖区溶化，造成一批初始大雨滴，下落到云下蒸发降温，引发下沉气流造成更多的雨滴下落形成阵雨。而冰晶在降落过程中若遇强烈的上升气流，又向上运动，从而使冰晶表面凝结增长，经过几次反复的上升、下降，就形成了冰雹。

人工增雨和防雹就是利用多普勒雷达追踪强对流云团的发展和云崩溃时刻，降水和降雹的产生就是云崩溃消散过程的开始。多普勒雷达每6 min对云团进行一次立体扫描，在冰粒形成的初始阶段，采用高射炮或火箭将碘化银炮弹发射强对流云中，使对流云中的冰粒崩溃消散并转化为降雨。碘化银还有凝聚水分子的作用，从而产生更多的降水，达到了在防雹的同时又增加了降水的目的。

4人工影响天气的贡献

4.1盐边县年降雨量分析根据盐边县各乡镇年降雨量统计（图1）可见，盐边县近年降雨量呈现逐年减少的趋势，特别是近10年以来，各乡镇年降雨量有6～8年少于年平均降雨量，干旱、少雨、降雹是制约图1盐边县各乡（镇）年降雨量统计盐边经济发展的主要气象灾害，人工影响天气需求迫切。

4.2盐边县人影作业对降雨的贡献盐边近年来开展人工防雹作业较多的乡镇有共和、温泉、格萨拉、红宝等乡（镇），开展较少的有新九、和爱，没有开展的有红格、益民、桐子林（县城）。从表2～6可以看出，开展人工防雹作业较多的共和、温泉、格萨拉、红宝等乡（镇），碘化银不仅能溃散冰粒，且能凝聚更多的水分子，使作业区产生更多的降水，具有人工增雨的作用，作业对降雨量都是正贡献，这些地方的降雨量也是最多或较多的；而没有或开展较少的乡（镇）红格、益民、桐子林（县城）、新九，雨量反而是最少或较少的。根据多年来全县各乡（镇）年降雨量统计图也发现，开展人工防雹作业较多的共和、温泉、格萨拉、红宝、国胜、箐河等北部地区，年平均降雨量均是最多或较多的；而没有或开展较少的乡（镇）红格、益民、桐子林、新九等南部地区，年平均降雨量是最少或较少的。

综上所述可以判定，人工防雹作业不会造成一个地区降水减少，相反在一定程度上还可以增加降雨量。人工防雹作业对一个地区的降水是有正贡献的。

每年5～6月是盐边水稻栽插、旱地作物播种、烤烟移栽的关键时期，也是干旱、冰雹的多发期。多年来，抓住有利天气条件，及时开展人工影响天气作业，缓解旱情，减轻雹灾成为烤烟移栽、旱地作物播种、护林防火的重要工作，是盐边农作物生长的重要保障。適时开展人工影响天气，对盐边经济发展贡献巨大。

6小结

（1）人工防雹作业是运用碘化银溃散强对流云中的冰粒，从而降低冰雹对农作物的危害。

（2）碘化银对水分子的凝聚作用，可以有效地增加云团中的水滴，起到增雨的作用。

（3）经过对比分析，人工影响天气作业对降雨量是正贡献。

（4）人工影响天气作业对盐边经济发展贡献巨大。

参考文献

[1] 胡欢陵，郑宇亨，汤洪金.渡口农业气候条件及区划[Z].四川省渡口市气象局，1978.（说明：渡口市1992年更名为攀枝花市）

[2] 邓北胜.中国气象局培训中心基层台站气象业务系列培训教材：人工影响天气技术及管理[M].北京：气象出版社，2011.

[3] 攀枝花市人工影响天气办公室.人工影响天气工作手册[K].攀枝花市人工影响天气办公室，2003.