浅析人工影响天气对气象要素及天气预报的影响

2020-12-15靳宝柱

农业技术与装备 2020年1期

靳宝柱

（保定市气象局，河北保定 071000）

人工影响天气又被称之为人工天气控制，主要是通过现代化科技的方式对气象状态进行一定的调整，其主要目的是对气象灾害进行控制和预防。例如在干旱时节通过人工降雨的方式来增加降雨量，或是在降雨量过多时，将雨云打散来停止降雨。而无论是何种人工天气控制模式，都需要在适当的条件下，按照相关科研的要求，对局部地区的大气化学和物理状况进行一定人工影响的方式来进行天气控制。其基本原理都是通过对云层和物理学方式进行调整，例如在云中播撒催化剂等方式，通过这种方式能够对局部天气现象进行调整，以保证天气状况，适合人类生产生活。

1 人工影响天气的发展和概念

人工影响天气在现代社会中应用较为广泛，主要包括抗旱、消除雾霾、防霜、防冰雹等多种应用范围，最为常见的就是在夏季炎热的高考时段内，天气过于炎热，可能会影响考生的正常发挥，所以在高考时节进行有效的人工降雨，是近年来应用最广泛的一种天气控制方案。

随着近年来我国科技的不断发展，人工影响天气在发展时也获得了一定的进步，我国现代化的科技已经能够较为稳定地对天气进行影响，并且控制强度也在不断增强。从20世纪50年代开始，我国基本具备了人工控制天气的科技水平，在大多数省市以及自治区都开展了人工消雾、人工降雨、人工消雹以及人工防霜等多项试验[1]。在我国温带湿润半干旱大陆性季风气候分布范围比较广，这种气候的特点，大部分地区四季分明，寒暑悬殊，雨量集中，干湿期明显，具有冬季寒冷干旱，雨雪稀少；春季冷暖多变，干旱多风；夏季炎热潮湿，雨量集中；秋季风和日丽，凉爽少雨的特点。主要表现在总体气候条件较好，温度适宜，日照充沛，热量丰富，冬春季干旱少雨，沙尘肆虐；夏季炎热潮湿，雨热同季，气候环境较为恶劣，为气候灾害多发时段。在这种状况下，干旱以及冰雹的恶劣的气候灾害，会对河北务农人员和农业发展造成极大的影响。据不完全调查显示河北农业生产量降低的因素中，大约有60%左右的因素是在气象灾害下所引起的。所以在我国开展人工天气控制的工作时，河北自然作为主要的人工影响天气的主战场之一，随着近年来我国科技的不断发展和相关技术的不断完善，河北省的人工天气控制操作也获得了更为广泛的应用，在华北地区内通过有效的天气控制，大大改善了其生态环境，使河北在进行农业生产和经济发展时获得了长足进步。

2 人工影响天气对气象要素造成的影响

2.1 人工降雨操作对气候要素造成的影响

气候干旱是一种最为常见的气候灾害，长时间的干旱不仅会影响农作物的生长，还有可能对当地的正常供水造成影响，所以在进行气候干旱灾害处理时，主要选择人工降雨的方式进行改善。人工降雨在应用过程中的主要原理是通过一定的方式使空气中的水蒸气凝结为雨滴降到地面，所以人工降雨需要进行空中作业和地面作业两种方式以保证其效果[2]。空中作业主要是采用小型飞机对云层中进行催化剂喷洒，而地面作业则是利用高炮或火箭等形式从地面发射催化剂，炮弹在云层中可以出现爆炸，而炮弹中则可加入碘化银，将其泼洒于云中，能够使碘化银分散在云层中，使云层中的水蒸气能够附着于较大的银离子上，进而使水蒸气形成雨滴，降落在地面形成人工降雨。两种泼洒方式均有各自的优势，小型飞机泼洒方式较为均匀，而炮弹泼洒方式能够较快的产生作用，所以具体的人工降雨方式选择可根据当地的环境和气候状况进行合理调整，但目前应用较为广泛的泼洒方式是炮弹发射方式，这种人工降雨方式操作简单且成本较低，所以受到我国较多省市的广泛应用。

2.2 人工防雹对气候要素造成的影响

冰雹是夏季十分常见的一种自然灾害，而值得注意的是冰雹虽然多发于夏季，但不仅仅局限于夏季发生，这种自然现象不仅会影响农业的正常生产，还有可能对当地的居民财产安全乃至生命安全造成一定的影响。这是由于冰雹在降落的过程中会形成较大的冰块，而冰块的体积较大则会损伤多处暴露于室外的财产物资，例如车辆和路灯等，如果直接击中人体，还有可能导致骨折和其他外伤，具有较高的危险性。所以人工防雹也是一种应用广泛的人工影响天气模式。人工防雹并不能直接对冰雹进行处理，而是在冰雹形成前或形成过程中，通过一些人为的影响因素，使云层中的冰雹无法正常发展，使冰雹在形成较大体积的状况前降落地面，这样能够大大减轻冰雹对财物和人体造成的危害[3]。在冰雹产生的过程中，云层中需要具有较为强烈的上下运动气流，而在大量水分的影响下，足够的水分会附着于云层中较小的冰雹胚胎上，进而在上下气流的搅动中体积逐渐扩大，形成大块冰雹。所以想要做到有效的人工防雹，就需要尽可能减少云层中的水分，这样能够避免冰雹在生成过程中体积过大的情况。所以在进行人工防雹时，需要向冰雹云层中播撒大量的催化剂，这样能够形成更多的冰晶。而在这种状况下，更多的冰晶能够与冰雹竞争水分，大大降低冰雹的体积，通过这种方式能够降低云层中所含有的水分含量，使云层中的冰雹块增长得到抑制。而防雹的方式与人工降雨的方式较为类似，通常也是应用高炮将具有碘化银的弹头发射至冰雹云层中的适当位置，通过爆炸或喷洒的方式使碘化银在云层中快速扩散，也可采用小型飞机在冰雹云层下部喷洒碘化银，这样能够起到人工防雹的效果，避免出现较大块的冰雹降落的冰雹灾害。

3 人工影响天气对天气预报造成的影响

就目前来说天气预报几乎是人们生活中不可或缺的一项技术支持，天气预报主要是在现代科技技术的支持下，采用卫星或雷达的方式对天气信息数据进行分析，而在收集数据后，应用超级计算机的数据分析技术来预测某个时刻或某一时间段的地球大气层状态，而通过对大气层状态进行判断，来分析不同时刻的天气状况，给予普通民众有效的天气预报支持，能够保证生活和工作的顺利开展。在进行天气预报的过程中，采用大型仪器进行分析所得到的数据更为准确。但随着人工影响天气技术的应用，会对天气预报预测准确性造成影响，比如天气预报在进行气象观察时，发现该时段内某个地区的降水可能性较低，而此时采用该时段内的降雨可能性。同时在完成人工降雨后，云层的变化状况复杂性和混乱性也会随之增加，这也会对天气预报的预测造成一定的影响。除此之外，在进行天气预报时，还能够有效明确不同的自然灾害进展状况和发生时间，对于我国开展各项农业生产和军事行动来说都有极为重要的作用。就目前来说，我国的天气预报支持依旧与数据的大量收集有密切的关系，在进行数据收集时，需要对当地环境的湿度、风向、风速、气压变化以及气温等多种数据进行收集，通过对数据进行整合分析的方式来确定未来某个时间段的空气变化状况[4]。就目前来说，我国的天气预报主要包括形势预报和要素预报，我国在较长时间的气候预报上也能够获得较高的准确度。但值得注意的是，在开展数据分析时，由于大气过程的混乱状况比想象中更高，而天气预报仅仅能够通过数据收集明确不同时间点的天气状况，所以天气预报在一定程度上存在误差。通过人工影响天气则能够有助于使天气预报的精准度大大提高，这是由于计算机在完成气象数据采集后，通过人工作业天气能够使气象随着人为影响的方向进行，具有较高的可适用性。加上近年来所应用的探测手段和预报工具更为先进，所以在天气预报的准确度上有了更大的提高。

天气预报在应用过程中，通过对天气数据进行监测和分析，能够明确未来天气的变化状况和发展趋势，为人们的生产以及生活提供有效的科学支持。通常情况下来说，天气预报主要是对近段时间的气候状况进行分析，并配合历年该时段内该地区的天气变化进行合理预测，这样能够通过综合分析的方式明确其中存在的可变化性。目前，我国所应用的天气预报依旧以气象卫星的方式为主，通过气象卫星来获得地球表面的卫星云图，通过对云层进行分析来制作有效的天气预报[5]。