人工影响天气,如何促进防灾减灾
2018-05-23马亮
马 亮
所谓“人工影响天气”,就是在一定的情况和条件下,运用物理或化学技术对某个地区的气象现象进行干预,实现增雨雪、防雹、消雨、消雾、防霜等,使天气现象向着人们希望的方向发展。随着人工影响天气技术的进步,它在防灾减灾中发挥着越来越重要的作用。
人工影响天气的历史
清代《广阳杂记》记载:“夏五、六月间,常有暴风起,黄云自山来,必有冰雹,土人见黄云起,则鸣金鼓,以枪炮向之施放,即散去。”这是我国古代劳动人民用土炮防雹的生动描述,也是我国人工影响天气、促进防灾减灾的雏形。
现代人工影响天气是由美国科学家在20世纪40年代末首次提出的,经过了50多年的实验研究,人们对于在自然云中进行人工影响的认知有了很大的提高。自20世纪70年代以来,世界上有40多个国家或地区开展了100多项人工影响天气的试验。苏联、俄罗斯和我国在人工增雨和人工防雹方面收效显著,我国在这两项作业次数上位居世界前列。人工影响天气作业已成为各国各级政府实现防灾减灾的主要手段之一。
人工影响天气在防灾减灾中的应用
人工增雨,保证农业生产、降低森林火险
人工“增雨”是在合适的天气条件下实施的增加降落到地面的有效降水的人类活动。其方法是根据不同云层物理特性,选择合适时机,用飞机、火箭弹等向云中播撒催化剂,促使云层降水或增加降水量。
在干旱的地区,往往因降水不足造成农作物减产,有的甚至影响了人民群众的生活。为了保证农业生产,常常以大水灌溉的方式来缓解旱情,这种方式不仅要开沟引渠费时费力,还极易造成水资源的浪费。人工增雨可以在实现节水型灌溉的同时减轻旱情。秋冬季节在一些山林地带,也极易引发火灾,做好人工增雨作业可以有效缓解和杜绝森林火灾,从而避免林业方面的损失。
1958年夏季,吉林省遭遇60年一遇的大旱。空军轰炸机在云层播撒了将近200公斤食盐,这次行动是中国历史上第一次人工增雨。1987年5月,黑龙江大兴安岭北部发生特大森林火灾,后来在这场火灾中发射了4 700枚降雨弹,一定程度上减小了火势。
人工消雨,有利于大型社会活动的进行
人工消雨的原理与人工降雨近似,但也有所区别。人工消雨有两种方式:一是在目标区的上风方,通常大约是60~120公里的距离,进行人工增雨作业,让雨提前下完;二是在目标区上风方,通常大约30~60公里的距离,往云层里超量播撒冰核,让其无法形成足够大的雨滴。通俗来讲,就是让雨“憋着不下”。
一些重大的社会活动对天气有特殊的要求,在技术条件、天气条件和后续保障物资设备均具备的情况下,可适时通过人工影响作业实现消减云雨,满足重大社会活动能够顺利进行所需求的天气条件。2008年北京奥运会,据中国官方披露数据显示,开幕式当晚向天空打了1 100多枚消雨火箭。1986年,切尔诺贝利核电站事故后,大量放射性物质泄漏至周边,并扩散、渗入至土壤。一旦出现降水,放射性物质就会随雨水流入河流或水库,后果不堪设想。为此,当地一边全力加紧修筑防水堤坝,一边派飞机不停向空中的对流云播撒大量高密度的水泥粉防止降水,直至防水围堤全部修好。最终,核电站上游避免了一场强降雨危机,灾难后果幸未加剧,这是人工消雨史上一个经典的成功案例。
人工消云消雾,确保交通安全出行
能见度是交通的重要条件和运行指标,飞机会因大雾而延迟起飞或关闭机场,迫使飞机途中不得不备降其他机场或返航。高速公路会因大雾封闭,造成车辆和人员滞留。虽然人们极力规避,但因大雾而产生的交通事故和空难事故还是屡见不鲜。雾对人类的危害越来越大,现在世界各地都在对人工消雾进行研究和应用。早在20世纪20年代,美英等国就积极推进人工方法消除机场雾。华盛顿的埃尔门多夫空军基地,在1968~1972年的三个冬季中有736次起飞及686次降落是在消雾的帮助下完成的。法国巴黎奥利机场仅在1970~1971年的一个冬季就有340次降落、284次起飞是在消雾的基础上完成的。
人工防雹,避免和减轻农业受损
冰雹灾害虽然不像干旱、暴雨等影响范围大,但它具有形成和发展快,雹粒动能大等特点,常常会给一些地区的农业生产造成严重破坏,有时甚至会导致果品绝产、粮食颗粒无收。人工防雹是通过地面火箭或高炮来发射含有碘化银的火箭弹、炮弹,把它们发射到云中合适的位置,使云中冰雹胚胎不能发展成冰雹,或者使小冰粒在变成大的冰雹之前就降落到地面。作为冰雹防御的重要手段之一,人工防雹作业可以有效避免和减轻冰雹灾害。
前景展望
随着人工影响天气科技的不断进步,人工影响天气在防灾减灾、空中水资源利用和生态文明建设方面将发挥更大作用,实现更显著的社会和经济效益。例如我国水资源占有量不到世界人均水平的1/4,是全球13个贫水国家之一。随着国家的经济发展、用水结构改变、气候变暖等诸多问题,水资源短缺、饮水困难的问题变得越来越严峻。近些年随着我国西部大开发战略的贯彻实施,国家和省区“云水资源开发”的多项相关课题立项,并已取得一批重要研究成果,水资源短缺的问题有望通过人工影响天气技术得到缓解。