人工干预气象因素对天气的影响

2017-02-02程墨吴宇童

吉林农业 2017年23期

关键词：防雹云层冰雹

程墨，吴宇童

（1.中国人民解放军93307部队；2.沈阳市气象局，辽宁沈阳 110100）

人工干预气象因素对天气的影响

程墨1，吴宇童2

（1.中国人民解放军93307部队；2.沈阳市气象局，辽宁沈阳 110100）

随着人们对气象因素的逐步了解，对其进行人工干预的愿望越来越强烈，人们迫切地需要了解大自然的气象规律，从中寻找针对气象条件的管理手段，使得气象因素更好的服务于人们的日常生活，消除恶劣的气象因素带来的影响。本文通过对国内外人工干预气象因素的发展现状进行分析，从中得出人工干预气象的发展方向，以期提高人工干预气象因素的技术水平。

人工；干预；气象

1 人工干预气象因素的兴起与发展

通过人工干预来改变气象因素最早起源于美国。其在20世纪40年代左右开始致力于人工介入气象因素。目前人工干预气象因素的技术已经从最初的人工降雨逐步拓展到人工防治消除各种灾害天气。同时，人工干预气象因素已经拓展到了战略地位，美国正着手研究人工改变战场的天气因素，课题一旦研制成功，标志着干预气象因素进入到了战争领域。而我国也开始意识到这一技术的应用前景广阔，并于建国初期开始投入大量的人力物力开发人工干预气象因素这项技术，并使之应用于农业、交通业、国防等多个领域。新疆地区是较早应用这一技术的区域，该地区降水量少，且温差大，常深受干旱与冰雹的双重侵扰，苦不堪言。自从开展了人工干预气象的技术应用后，取得了显著的成果，其中天气雷达人工防雹系统的多项参数达到了世界先进水平，其二维时变雹云模式更是达到了世界最高的水平。通过这些成果对于新疆的农业、经济发展都起到了很好的促进作用。

2 人工干预气象因素的操作方式

2.1 人工降雨

人工降雨是人工干预气象因素的最先开展的研究课题，其原理大致为当云层中的水滴或冰质粒条件不足以产生降水时，通过人工助力使得云层中的水汽供应充足，满足降水条件。目前针对这一问题普遍采用空中播撒催化剂的办法使得来催化云层的云体分布，从而产生降水或使降水增大。人工增雨可分两种情况来分别认知，一种是针对云层温度较低，即水分别以液态、固态、汽态共存时增雨的技术处理。另一种是针对云层温度较高，缺乏凝结条件下人工增雨的处理办法。

2.1.1 云层温度较低时人工增雨的原理通过向冷云中播撒干冰或碘化银使得云层中稳定的三态共存水蒸凝来增加云层中的冰晶，达到饱和后与冷水滴结合，以重力作用下运行至暖区形成降水。利用这一过程不仅可以增加降水，还可以减少降水量，过量播撒催化剂也可以阻止蒸凝，减少降水。利用催化剂的办法进行人工增雨是有条件的，当云顶温度介于-10℃～-24℃时方可奏效。

2.1.2 云层温度较高时由于云层内缺少盐核而验证以形成降雨人工增雨的关键是增加云层内的盐核浓度，我国曾在上海等地尝试投放食盐来改变暖云层中的盐核浓度，但结果证明这种方式改变气象因素的同时也不利于环境保护，经济效益不显著，因此，被另外一种更加环保经济的介质尿素和硝酸铵所取代。

虽然试验证明可以通过改变降雨条件来进行人工干预，但针对不同的地理条件，不同的作业环境所采用的催化剂量目前尚缺乏科学的标准，因此在今后的课题开发中有待进一步探究。

2.2 人工防雹

人工干预气象因素不仅体现在改变降雨条件方面，同时也从另一个角度来进行灾害天气的防治。例如，人工防雹技术近年来发展迅速，并出现了多种的防雹方案，总的来说，原理大致从抑制冰雹的不同形成条件来实现防雹的目的。人们从冰雹产生的过程中得到启示，分别从以下几个方面来抑制冰雹：

一是在雹胚形成区，制造大量人工雹胚，促进其竞争，限制雹胚增长。

二是改变冰雹的生长环境。使雹胚的生长因过冷水含量低、经历时间少而受抑制。

三是动力效应，包括诱发下沉气流以破坏雹云的自然发展过程，促进大量小的对流云形成，以释放对流不稳定能量。

我国在这方面进行了大量的试验测试，其中效果显著的有陕西、河南、辽宁等多地进行了防雹试验，结果证明，以碘化银为凝华核抑制冰雹的形成，使冰雹转化为降水，从而成功地降低了气候灾害。人工防雹的另一个思路是通过减少冰雹形成过程中必需的水源，从而阻止了冰雹的形成。对此国外有关试验将食盐播撒入云层中，破坏了冰雹形成的水源条件，降低了冰雹产生的概率。我国对此也进行了大胆的尝试，利用爆炸产生的冲击波来使云层中的粒子纷纷降落，使冰雹的形成不具备条件，进而实现了防雹效果。

2.3 人工驱霾

针对目前出现的雾霾现象，气象部门进行了艰苦卓绝的试验，虽然进展缓慢，但仍显示了政府对于人工干预气象因素改善环境的决心。北京大学物理学院教授毛节泰针对人工防霾的两种主要方案提出通过人工增雨来治霾取得的效果有限，因此雾霾的消除取决于风，而不是降雨，单纯地增加降雨并不能从根本上治霾，更何况人工增雨需要一定的自然条件，不能时时进行。但目前研制的除霾无人机经过试飞取得了显著的效果，接下来就是通过降低成本来进一步推广该做法。