人工增雨是缓解农(牧)业旱情的有效途径
2021-12-27崔宝利
崔宝利
(内蒙古自治区西乌珠穆沁旗气象局,内蒙古 锡林郭勒 026200)
前言
农业在我国经济中占据着重要的地位。农业生产的稳定有利于提高社会稳定性。水资源是农业生产中必不可少的资源,旱灾导致的水资源短缺会对农业生产造成巨大影响,需要政府提高重视,采取有效调节手段平衡水资源,解决水资源短缺问题,其中人工增雨是缓解旱灾影响的一个最有效手段。
1.人工增雨的含义以及必要性
1.1 含义
云是一种天然的可再生水资源,是在空气浮力作用下由水汽组成的物质。云中的水汽处于较为稳定的胶性状态下,只有打破这种状态才会变成雨,人工增雨利用云的这一特性将云转变为水滴,最终形成降水。降雨需要具备温度差异、流动气流以及足够多的水汽几种因素。水汽聚集达到一定程度后,会导致水滴体积的增大,当达到空气浮力无法承受时会掉落向地面,并在下落时与空气中的其他水汽凝结,影响气流正常流动状态,促进水汽的进一步撞击,形成降雨。
人工增雨主要利用雨的这一特性,采取一定手段改变云的胶性状态。通常采取用火箭、飞机、高炮等将干冰、氯化钠等催化剂发射到云层中。具体根据云层的不同性质选择对应的手段,例如云层温度在0℃以上的是暖云,这一类型的云不易凝结成水滴,因此催化剂通常会选择食用盐等凝结剂,或是通过碘化银促使云层释放出大量热量,提高水汽凝结速度,形成降雨。云体中含有较多冰晶的为冷云,针对冷云通常采用制冷剂,通过提高冰晶数量使空气浮力无法承受,促使冰晶落向地面,随着靠近地面时温度逐渐增高而融化,最终形成降雨。
1.2 必要性
我国整体水资源相对匮乏,北方地区水资源紧缺问题较为严峻,对农业生产造成了较大的影响。受到地理与气候等因素的影响,干旱灾害在北方地区较为常见,对农作物的质量和产量造成影响,并且会对农民带来经济损失。我国北方地区长期以来受到干旱少雨、水资源短缺问题的限制。虽然过去通过水利工程满足了基本的生活用水,但是农业用水问题并没有得到有效解决。促进农业的进一步发展首先需要解决水资源短缺问题,而人工降雨投入的费用相对较少,产生的收益较高。北方地区水资源短缺的原因之一在于丰富的空中水资源没有充分转化为降雨,这说明北方地区有着较为丰富的可开采水资源。随着人工增雨技术的逐渐完善,当前已经被普遍运用于农业生产中,通过将丰富的空中水资源转化为农业用水,能够充分发挥出资源价值,实现资源的最优配置。当前的人工增雨技术在使用得当的情况下,能够提升15%~25%的降水量,甚至达到50%,而缓解北方地区水资源紧缺问题只需要提高10%的降水量,当数值达到20%时还能促进农业增产,为水库提供充足的水源,并且起到保护生态环境的作用,有利于提高农民收入,推动经济的总体发展。因此,人工增雨具有较大的现实意义。
人工降雨影响区受多种微观物理过程的影响,如催化云和云内湍流等。云中的水汽不断补充,云系统受到上升气流影响不断变化,在降雨过程中,水量只占大气中水汽的一部分,云内具有充足的水汽。人工催化剂的增雨量约占总降水量的15%,因此人工增雨是一种可循环手段,人工增雨对云中水汽的影响并不显著。通过人工降雨带的下游地区的云层形成不是由上游云层推动的,而是由该地区水汽的形成所推动的,云带的形成是由小云层组成的,它们长期处于形成、分散和更新的状态中,人工降雨促进区降水量的增加不影响下游降水量的变化。
2.人工增雨是缓解农(牧)业旱情的有效途径
2.1 开发云水资源,有效缓解旱情
改革开放以来,我国经济发展速度逐渐加快。经济发展难以避免对自然资源进行过度开发,导致生态环境受到破坏,环境污染问题逐渐严峻。煤炭是工业发展的主要能源之一,矿业发展会对水文环境造成较大破坏,进而产生干旱、洪涝等自然灾害。旱灾在北方地区的体现较为明显,水资源短缺问题在一定程度上限制了北方经济的发展,频繁的干旱灾害对农业生产造成了较大影响。过去通过发展水利工程,缓解了一部分水资源短缺的问题,然而水利灌溉受到水温等因素的限制,并不能完全满足农业生产的水资源需求。通过人工增雨技术,主要采取“向天借水”的方式,能够为农作物生长提供更加优质的水源,提高农作物产量。人工增雨具有较高的性价比,利用30km²体积的云块进行人工增雨,能够为5.2万t左右的耕地提供所需水源,是干旱地区缓解水资源短缺问题最有效的手段,干旱灾害对我国华北和西北地区造成的影响相对较大,通过合理的人工增雨能够减少干旱灾害,为农业生产提供稳定性保障。
2.2 补充水资源,进一步优化灌溉
农业是我国经济发展中的支柱性产业,农业发展受到天气因素的影响,农民根据天气发展农业的历史已经相当悠久,在技术还不发达的时期,天气决定着农业生产,干旱灾害是限制农业发展的最主要因素。随着科学技术的不断进步,人们对自然气象的研究也在逐渐深入,已经可以依靠先进技术逐步影响自然气候,为了解决农业生产中面临的问题,一些先进技术也被广泛运用于农业生产中,农田灌溉技术逐渐得到了完善,其中人工增雨手段是最主要的灌溉手段之一。随着生态环境建设逐渐得到重视,现阶段我国人工增雨技术的运用已经逐渐由抗旱型转向生态型,更加注重农业生产带来的长久利益,通过区域间协同作战,满足水资源调蓄需求,提高服务能力,促进了资源的循环利用。例如,东北地区是我国最主要的粮食产地,受到干旱灾害的影响相对较为严重,为了避免旱灾对农作物产量造成影响,近年来通常会采取合理的人工增雨手段缓解旱灾,满足粮食灌溉的需求,并且通过调节降水提高粮食产量,提高农民经济收入。
2.3 人工增雨技术能进一步保护农田
干旱灾害不仅会在短期内影响农业生产,如果长期得不到解决,会对原本植被造成破坏,进而导致土壤中养分的流失,并且造成严重的扬尘问题,对农田保护造成限制。在农业生产中合理运用人工增雨手段,在为水库蓄水提供水源和缓解干旱问题的基础上,已经能够实现调节生态、保护环境的作用。在旱灾发生时通过人工增雨能够保护农田结构,确保农田植被的正常生长,阻止养分流失,提高农作物的质量和产量。
2.4 雨水增多,可有效降低温度,促进植物生长
干旱气候通常伴随着高温,会对农作物生长产生进一步的影响,长期处于高温状态下会限制农作物的产量和质量,而人工增雨技术的使用还会降低环境温度,为农作物生长提供更加舒适的环境,从而保障农作物健康成长,提高其质量和产量,最大程度上降低干旱带来的负面影响。
2.5 改善生态环境
在我国生态可持续发展中,人工影响对自然环境的影响越来越深刻,我国幅员辽阔,自然环境特征多样,部分地区干旱情况显著。人工降雨可以有效改善生态环境,提高生态效益,人工降雨在增加农业收入,特别是农业生产中发挥着重要作用。人工降雨可以有效改善生态环境,减少干旱对农业生产的影响,农业生态环境关系到国民经济的发展和社会的稳定,是实现农业可持续发展、维护农业生态环境安全的关键。
结束语
综上所述,人工增雨是解决旱灾影响农业生产问题的最佳途径之一,由于云具有可再生性,将其作为水资源的来源,有利于农业经济的可持续发展。通过人工增雨能够减少干旱问题,为农业生产提供充足的灌溉水源,与传统水利灌溉相比,人工增雨提供的水源更加丰富,更能满足农作物的生产需求,此外人工增雨还能起到保护农田结构、降低温度的作用,提高农作物的产量和质量,提升农民经济收益,维护社会稳定,促进我国经济的整体可持续发展。