人工影响天气技术及其在福泉市防灾减灾中的应用

2023-03-22冯元松

农业灾害研究 2023年12期

冯元松

摘要人工影响天气是利用高炮、火箭发射系统等向天空云层发射碘化银炮弹以干预天气状态的一类方式，它在气象防灾减灾中发挥着十分重要的作用。结合贵州省福泉市人工影响天气工作经验，介绍了人工影响天气技术原理，探析了人工影响天气作业在福泉市防灾减灾中的应用，指出了现阶段福泉市人工影响天气工作面临的问题，提出了人工影响天气工作发展建议，以供参考。

关键词福泉市；人工影响天气；技术原理；防灾减灾；应用

中图分类号：P48 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2023）12–0-03

Artificial Weather Modification Technology and Its Application in Disaster Prevention and Reduction in Fuquan City

Feng Yuan-song （Fuquan Artificial Weather Modification Workstation， Fuquan， Guizhou 550500）

Abstract Weather modification is a kind of way to use anti-aircraft guns， rocket launch systems， etc. to launch Silver iodide shells into the sky clouds to intervene in weather conditions， which plays a very significant role in meteorological disaster prevention and reduction. This article combines the experience of artificial weather modification work in Fuquan City， Guizhou Province. Firstly， it introduces the principles of artificial weather modification technology and explores the application of artificial weather modification work in disaster prevention and reduction in Fuquan City. It points out the problems faced in the current stage of artificial weather modification work in Fuquan City， and finally proposes several development strategies for artificial weather modification work for peer reference.

Key words Fuquan City; Artificial weather modification; Technical principles; Disaster prevention and reduction; Application

作為一种现代化防灾减灾方法，人工影响天气作业是指在适当的时候，借助人工催化等技术措施改变或影响某些地区大气的物理过程，以达到防灾减灾的目的[1]。福泉市隶属于贵州省黔南州，地处贵州省中部，地理坐标处于26°32′28″～27°02′23″N，107°14′24″～107°45′35″E之间。境内气候为亚热带季风气候，热量丰富、雨量充沛，无霜期长，光、热、水同季，适宜水稻、玉米、大豆、油菜、烤烟等多种农作物生长发育。同时，受福泉市地理环境和气候的影响，福泉市干旱和冰雹等灾害性天气常见，这些灾害性天气出现频次多、危害程度大，对福泉市的农作物造成很大的影响，福泉市防灾减灾压力极大。

近年来，福泉市委、市政府和相关部门高度重视人工影响天气工作，充分认识到开展人工增雨作业、人工防雹等人影工作的重要性，将气象工作作为人工影响天气工作的重要依托，不断加大投入力度，转变传统农业“靠天吃饭”现象，变被动为主动，依托现代气象科技，全面提升福泉市人工影响天气科技水平和服务效益，将人工增雨、人工防雹等人工影响天气作业作为防灾减灾的关键举措[2]。

结合贵州省福泉市人工影响天气工作经验，首先介绍了人工影响天气技术原理，并探析了人工影响天气作业在福泉市防灾减灾中的应用，指出了现阶段福泉市人工影响天气工作面临的问题，最后提出了人工影响天气工作发展策略，为今后更高效、高质量地发挥福泉市人工影响天气在防灾减灾的作用提供指导。

1 人工影响天气技术原理

人工影响天气是指在适当条件下通过科技方法对局部大气的物理、化学过程进行人为干预，实现增雨雪、防雹等防灾减灾目的的活动[3]。由于在福泉开展的人工影响天气作业主要包括人工增雨作业和人工防雹作业2种，因此，此处主要阐述这2类人工影响作业的技术原理。

1.1 人工增雨作业的技术原理

人工增雨作业主要是指在云和降水自然过程的某些阶段，在有效范围内使用适当的催化剂，促进云和降水向预定方向发展，达到增雨的目的[4]。通常情况下，提高冷云过程中降水效率的原理：在云体过冷（-10.0～-24.0 ℃）部分播撒制冷剂或人工冰核，在较短时间内产生浓度为10～100个/L的冰晶，这不但可以借助蒸发过程将云中的过冷云水转化成降水，还可以借助冷凝法，将冰面上的部分过饱和水蒸气转变成降水。冷凝潜热的释放使云中空气变暖，局部上升运动越来越强，推动云、降水的持续发生发展。

1.2 人工防雹作业的技术原理

人工防冰雹的技术原理是采取人工干预方式减少或切断对小冰雹胚胎的供水。现阶段，大量人工播种的冰核被用来直接进入冰雹胚形成区或冰雹生长区，促进云中的过冷水滴直接冻结并且全部结晶，不会产生冰雾凇、霰、冰雹，原始的冰雹胚和冰雹也无法生

长[5]。借助炮弹的爆炸，云中产生动态干扰。下沉气流使冰雹云提前解体或破坏冰雹生长区的动态平衡流场。未发育的冰雹事先落下或刺激几个小细胞云的初期发育。局地上空区域的对流不稳定能量提前得到释放，不会积累，使得单个云体的强度有所减少。

2 人工影响天气在福泉市防灾减灾的应用

2.1 人工增雨抗旱

干旱是福泉市常见的气象灾害。在干旱灾害发生过程中，作物产量低、产品质量差，农民的经济损失也会有所增加。在此形势下，福泉市气象局可以将人工增雨抗旱措施作为重要的防灾减灾措施[6]。具体来说，人工增雨抗旱措施是气象局在全面思量和探测天气条件、深入分析云情的基础上选择的最合适的降雨催化剂。在火箭的帮助下，催化剂被送入云层，以增加云层中雨滴分子的直径和数量，从而产生降雨天气。借助这种人工增雨的方法，不仅可以转化云中的降水分子，还可以增加降雨量，从而有效缓解干旱灾情，减少干旱灾害带来的损失和危害。

例如：2022年7—8月，受持续晴热少雨天气的影响，黔南州福泉市、都匀等地区出现持续高温干旱灾情。其中，福泉市土壤水分蒸发大，失墒明显。根据气象资料统计，7月1日—8月20日福泉市各乡镇平均气温26.0 ℃，与历年同期相比偏高2.0 ℃；平均降水量160 mm，与历年同期相比偏少32%。截至8月25日，全市有4个乡镇达到气象干旱重旱标准，4个乡镇达到中旱标准，旱情形势日趋严峻。因此，黔南州及其福泉市、都匀等各级气象部门联合地方农业农村局开展农情调查，了解干旱灾害对农作物造成的影响，迅速联动协作开展人工增雨作业，于8月中下旬先后在福泉、都匀等9个县11个作业站点开展人工增雨作业22次，有效覆盖660 km2，累计增加雨量2 400万m3，有效缓解了当前旱情形势。

2.2 人工防雹减灾

冰雹在福泉市春夏季发生的概率特别高，常常给当地农业生产带来严重威胁。但是，应用人工防雹减灾方法可以有效减少冰雹灾害造成的各种财产损失。因此，福泉市气象局可以在当地防灾减灾工作中积极推广人工防雹作业。使用高炮或火箭发射装置，向有可能形成冰雹的云层发射碘化银火箭弹，在云中爆炸，干扰云中气流，抑制冰雹生长，促使它尽快转化为降雨，造成的威胁也将相应减少。

冰雹云从孕育到生长的过程非常快，通常只需要30～40 min，这往往需要各个炮台的值班人员迅速作出反应。人影作业指挥人员利用天气雷达和卫星云图监测冰雹云的形成。依据炮站作业点的实际天气情况，在冰雹形成路径的前端指挥实施作业，旨在消除处于萌芽状态的冰雹，防止冰雹云持续发展，预防和减少冰雹灾害。例如：2020年4月18日16：00～18：00，福泉市气象局人工影响天气作业指挥中心依托多普勒天气雷达和小雷达密切监视天气演变，追踪冰雹云的发展演变和移动方向，抓住有利时机，提前申请空域时间，先后组织部署在农业产业园区的6个炮站开展人工防雹和增雨作业13炮次，发射人雨弹近300发，有效减少冰雹、大风灾害带来的损失。又如2021年5月9—11日，福泉市持续遭受强对流天气影响，市气象台依托天气雷达严密监测天气系统，精准研判强对流云团的移动方向和移动速度，抓住有利时机，组织牛场、龙昌、地松、藜山、双谷及黄丝6个防雹站发射防冰雹炮弹340发，及时开展防冰雹作业，有效驱散冰雹云层，免遭冰雹袭击，确保人民群众财产安全。同时增加降水量，为水库蓄水、改善土壤墒情、降低森林火险起到积极作用。

3 人工影响天气工作面临的问题

近年来，福泉市开展的人工增雨、人工防雹等人工影响天气工作为当地防灾减灾、推动经济社会和谐发展做出了诸多贡献。然而，在人工影响天气工作方面，仍许多问题有待改进。主要问题涉及以下4点。

3.1 保障机制不健全

尽管人工影响天气行动的资金已列入地方财政预算，但缺口依旧很大，实施缓慢。部分基层资金严重短缺，对人工影响天氣工作的高效、高质量开展产生了负面影响，导致一些地区基础设施建设滞后，作业站点标准化水平不高[7]。因此，福泉市仍需加大人工影响天气作业投入，加强人工影响天气作业站点的现代化建设。

3.2 人工影响天气作业科技含量有待提升

在当前人工影响天气技术的应用方面，福泉市相关技术支撑能力不够强，操作的准确性无法达到特别高的要求。人工影响天气服务的现代化水平有待进一步提升。基层人工影响天气站点研发能力较弱，新技术研发能力较差。

3.3 人工影响天气作业安全管理有待加强

因为人工影响天气作业使用了炮弹等特殊物质，因此需要特别关注人影作业的安全监管。无论是在物资储存、运输方面还是使用方面，都需要强化人工影响天气作业的监管，这给气象部门带来了巨大的工作压力。目前，一些地区对人工影响天气作业弹药储存、运输和设备维护的管理不够标准，这些均需要不断予以改进。

3.4 人工影响天气作业队伍有待优化

目前，人工影响天气作业队伍稳定性较差，具有基础水平人影技术、经验丰富的人员不足，对人工影响天气工作的安全和质量造成不良影响。人工影响天气人员的业务能力依然需要增强，高炮、火箭炮等作业操作人员的业务培训力度有待加大。今后，要不断优化人工影响天气作业保障体系，强化作业队伍人员业务演练与安全培训。

4 人工影响天气工作的开展策略

4.1 完善人工影响天气工作保障机制

首先，福泉市各级政府部门要深刻认识到人工防雹、人工增雨等人工影响天气作业在气象防灾减灾中的重要作用。要加强组织领导，构建完善的人工影响天气工作协调机制，明确人工影响天气工作职责和相关责任，严格执行各项措施，确保人工影响天气作业高效、高质量发展。

其次，要建立人工影响天气常态化工作机制，逐渐优化人工影响天气过程，认真总结人工影响天气作业理论和经验，将人工影响天气作为预防气象灾害的重要措施。

再次，要加大对人工影响天气工作的政策支持力度，将人工影响天气所需资金纳入本级财政预算，结合地方经济社会发展和年度人工影响天气工作計划，稳步增加资金投入，为人工影响天气活动提供有针对性的资金支持，做好人工影响天气作业硬件设备的更新和维修保障工作，对长期失修或功能失效的技术设备、机器、仪表，应及时报告、更新和更换，防止发生安全事故。

最后，要积极加强人工影响天气工程建设投资，加快福泉市人工增雨防雹减灾跨区防御体系等重点工程建设，因地制宜建设一批人工影响天气项目。拓宽人工影响天气作业资金渠道，鼓励社会资金积极参与，推动建立农业、水利等主要受益产业投资机制。要尽可能加强人工影响天气作业资金管理，使人工影响天气作业的资金用在“刀刃上”，进一步提高人工影响天气操作在气象灾害防范中的应用水平。

4.2 构建现代人工影响天气业务体系

要积极构建完善的人工影响天气业务体系，充分融入现代气象系统，依托现有的综合气象观测网络系统、预报预报系统、公共服务系统，借鉴先进的气象业务发展模式和经验，并且结合自身业务特点，加强人工影响天气技术创新，建立健全人工影响天气观测业务、人工影响天气预报业务、作战决策指挥业务。此外，对云水资源和空中作战效能进行评估，提升人工影响天气服务的现代化水平[8]。

4.3 加强人工影响天气科研和科普工作

加强人工影响天气工作的开展，需要强化人工影响天气的理论和实践研究，针对当前人工影响天气存在的不足，通过多单位、多学科的联合研究，突破当现阶段人工影响气候研究的瓶颈。通过多方面的分工与合作，加强科技攻关，利用卫星、雷达等现代探测方式，不断优化云降水和人工催化过程实时监测和识别系统；积极开发利用现代天气数值预报技术，逐渐增强云物理以及人工催化的室内实验研究，开发高效的暖云催化剂和制冰催化剂，逐步完善运行催化体系，有效完善催化工具，更高效地为人影现代化建设服务。

此外，还需要回顾现有成果，充分借助电视、网站等方式，向大众普及人工影响天气知识，促进人工影响天气更好、更快地发展。

4.4 加强人工影响天气工作安全管理

人工影响天气工作涉及高射炮和火箭、空中射击、人影弹等是爆炸性危险材料，因此安全是开展人工影响天气工作的重中之重。要牢固树立安全人工影响天气发展理念，加强安全管理体系建设、安全监督检查和安全管理。有关部门要将人工影响天气作业单位信息录入民爆信息系统，依法开展人影作业设备的采购和运输。民用爆炸物应存放在专用仓库。

严格开展信息登记制度，积极落实空域申报、运行安全保障、现场检查等工作制度，最大程度地消除人工影响天气工作中存在的安全风险。同时，建立健全安全作业规章制度，以确保安全作业。对人工影响天气作业点，要坚持“安全、科学、高效”的原则，把安全放在首位，完善作业标准和程序，制定事故应急救援预案，建立作业安全保障机制[9]。

继续加强操作人员的岗位培训和操作设备的管理，严格遵守操作规程和操作期间的空域申报，坚决杜绝未经空域管理部门批准擅自操作，不允许无视安全的盲目操作，要始终确保及时、安全、有效地开展人工影响天气作业。

4.5 加强人工影响天气队伍建设

为加强人工影响天气队伍建设，气象部门应积极向当地政府申请人工影响天气人员编制。根据国家和地方相关规定，积极与当地有关部门的沟通，适当增加当地人工影响天气的编制。建立人工影响天气作业专业队伍，在提高作业人员待遇的同时，定期组织人工影响天气作业人员进行相关学习和培训，提升作业能力[10]。

5 结束语

为了更高效地发挥人工影响天气在气象防灾减灾中的作用，有必要根据福泉市的实际天气情况和当地农业经济发展需要，不断加强人工影响天气工作的管理，增加资金、技术、人力等资源，为提高福泉市人工影响天气工作的应用效果给予可靠的保障。

参考文献

[1] 李光友.人工影响天气在气象防灾减灾中的应用研究[J].黑龙江粮食，2021（6）： 107-108.

[2] 葛月月，单璐璐，孟鑫，等.人工影响天气在丹东地区抗旱减灾中的应用[J].新农业，2020（3）：86-87.

[3] 刘月玲，王秋岩.人工影响天气作业在农业生产中的重要地位及其应用[J].北京农业，2015（9）：169-170.

[4] 陈伟，李晓东，米孝尉，等.浅析北票市人工影响天气工作现状及发展对策[J].科技展望，2016，26（7）：287.

[5] 郑秀琼.云南永仁县人工影响天气工作现状及发展对策[J].科技与创新，2014 （24）：36，39.

[6] 何东升.人工影响天气在气象防灾减灾中的作用及发展对策[J].南方农业， 2018，12（35）：129-130.