人工影响天气在农业生产服务中的重要性及应用

陈俊杰

1.中国气象局 气候资源经济转化重点开放实验室，重庆 408200；2.丰都县气象局，重庆丰都 408200

农业是国民经济的基础和农民生活的重要来源，但天气因素会对农业生产造成十分显著的影响。自然灾害、气候变化等天气现象会给农作物的生长和收成带来不利影响，甚至可能造成粮食短缺，这不仅会威胁国家的粮食安全，也会影响国家的经济发展。因此，解决农业生产中的天气问题对保障国家粮食安全和促进经济高速发展具有重要的意义。

1 人工影响天气技术的定义和原理

人工影响天气技术是指通过人类的干预手段，改变大气中的物理和化学过程，以达到调节和改变天气现象的目的。人工影响天气技术的原理是通过改变大气中的气溶胶、云雾、电离层等物理和化学过程，来调节和改变大气中的温度、湿度、降水等[1]。

人工影响天气技术包括云种植、云雾增强、雨量增强、雾消散、冰雹抑制、闪电控制等。其中，云种植是指向云中投放人工催化剂，通过催化剂的作用，使云中的水汽凝结成水滴或冰晶，从而增加云的水汽含量，促进降水。而云雾增强则是通过向云雾中喷洒气溶胶等物质，使云雾颗粒增大，从而促进降水。雨量增强是指在云体中加入一定量的冷却剂，使云体快速升高而降下更多的雨量。雾消散技术通过向雾中释放化学物质来促进雾滴的融合，使雾消散。冰雹抑制则是通过向云层中释放化学物质，使云中形成的冰晶变得不那么锋利，从而减少冰雹的形成。闪电控制则是通过向闪电区域投放电离剂，改变局部的电离层状况，从而减少或消除闪电的发生[2]。

人工影响天气技术通过改变大气中的物理和化学过程，可以影响天气现象，从而在一定程度上实现人类的天气调控和管理。然而，该技术在应用中还存在一些未解决的技术问题和风险，如影响环境和气候系统等。因此，在实应用中应谨慎使用，并需要不断进行技术创新和监管。

2 人工影响天气技术在农业生产中的重要性

2.1 提高农业生产的效率和质量

人工影响天气技术在提高农业生产的效率和质量方面发挥着重要作用。其中，最重要的一项是通过增加降雨量来缓解旱灾，为农作物提供充足的水分，从而提高作物的产量和品质。干旱是影响农业生产的重要因素之一，会导致作物生长缓慢、品质下降，甚至完全死亡[3]。为了应对此问题，人工影响天气技术可以通过云种植、云雾增强等手段，增加降雨量，从而缓解干旱。

人工影响天气技术还可以通过控制降水量和阳光照射量，来控制农作物的成熟期和收获时间，从而提高农作物的品质和市场竞争力。例如，在水果种植中，人工影响天气技术可以通过控制温度、湿度和光照等因素，改变果实的甜度、口感和颜色，从而提高水果的品质。同样，在葡萄种植中，通过控制降水量和光照时间，可以控制葡萄的成熟期和糖分含量，从而提高葡萄酒的品质。

此外，人工影响天气技术还可以通过调整温度、湿度等气象条件，优化农作物的生长环境，提高农作物的生长速度和产量。例如，在蔬菜种植中，适宜的温度和湿度可以促进蔬菜的生长，提高其产量和质量[4]。在草原牧业中，人工影响天气技术可以通过调整气象条件，促进牧草生长，提高草原牧草产量，从而支持畜牧业的可持续发展。

2.2 缓解气候变化对农业生产的影响

气候变化是当前全球面临的重大挑战之一，会对农业生产产生深远的影响。高温、干旱、洪涝等极端天气现象的增加，给农作物生长带来了很大的不确定性。而人工影响天气技术在缓解气候变化对农业生产的影响方面具有重要的应用价值。其可以通过调节天气状况，提高农作物的适应性和抗性，减少自然灾害对农业生产的影响，从而为保障粮食安全和实现农业可持续发展作出贡献。

首先，人工影响天气技术可以通过调节天气状况来缓解气候变化对农业生产的影响。例如，人工影响天气技术可以通过增加降水量来降低气温来缓解高温天气和干旱对农作物的影响。

其次，人工影响天气技术还可以帮助农民在遭受自然灾害后迅速恢复生产。例如，在遭受洪水灾害后，通过调节天气状况，可以使降雨量适度增加，帮助农民尽快重建耕地和农作物种植。此外，在自然灾害频发的区域，人工影响天气技术也可以通过预测天气状况来提前制定应对措施，从而降低自然灾害对农业生产的损失[5]。

再次，气候变化还对农作物病虫害的发生和流行产生了重大影响。由于气候变化的影响，某些病虫害的发生和传播会变得更加频繁、广泛，从而威胁农作物的生长和产量。而人工影响天气技术可以通过调节天气状况减少病虫害的发生和流行。例如，在干旱的情况下，通过增加降雨量，可以提高作物的生长强度和抗病虫害的能力，从而降低病虫害的发生率。

最后，人工影响天气技术还可以通过控制空气中的微粒和有害气体浓度，减少农作物的污染和受损情况。例如，控制大气中二氧化硫、氮氧化物和臭氧等有害气体的浓度，降低其对农作物的危害，从而提高农作物的品质和产量。

2.3 促进农业生产的可持续发展

人工影响天气技术在农业生产服务中的应用具有广阔的前景和深远的意义。通过调节天气状况，提高农作物的生长质量和产量，缓解气候变化对农业生产的影响，促进农业生产的可持续发展，人工影响天气技术为推进农业现代化和实现农业可持续发展提供了有力的支撑。同时，人工影响天气技术的应用也需要遵循科学、合法、安全和可控的原则，加强技术研发和监管，保障人民生命财产安全和生态环境保护。

首先，人工影响天气技术可以通过控制天气状况，提高农作物的生长质量和产量，从而实现农业生产的可持续发展。例如，人工影响天气技术可以通过增加降水量，改善土壤水分条件，降低农作物的生产成本，同时也可以减少水资源的浪费。

其次，人工影响天气技术可以减少农业对化肥和农药的过度依赖，从而减少对环境的污染，实现农业生态化和循环经济的发展。具体而言，人工影响天气技术可以通过增加降水量、改善土壤水分和温度等环境条件，提高农作物的养分吸收能力，减少对化肥的需求[6]。同时，通过减少极端天气对农作物的影响，降低农药使用量，减少环境污染。

最后，人工影响天气技术还可以推动农业的生产方式和管理方式的创新，促进农业生产的可持续发展。例如，结合人工影响天气技术和大数据分析，可以实现对气象、土壤、植物和生态系统的监测和预测，为农业生产提供科学的决策依据。同时，结合互联网和物联网等技术，可以实现对农业生产过程的实时监测和管理，从而实现对农业生产过程的可追溯性和质量控制，为农业生产的高效、安全和可持续发展提供有力的支撑。

3 人工影响天气技术在农业生产中的应用现状与措施

3.1 农业干旱灾害防治

干旱是影响农业生产的主要自然灾害之一，严重影响农作物的生长和产量。

首先，人工影响天气技术可以通过增加降水量缓解干旱，改善土壤水分条件，促进农作物的生长和发育。例如，中国西北地区在干旱季节使用云雾增强技术，可以增加降水量，缓解干旱情况，提高小麦、玉米等作物的产量。

其次，人工影响天气技术还采用了其他措施和技术防治农业干旱灾害。例如，在新疆、内蒙古等干旱地区，使用云种植、增加降水云吹、云催化、夜间增温等技术手段有效增加降水量。云种植是指通过喷洒云雾剂等物质，促使云团内部的水汽凝结成水滴，增加降水量，从而缓解干旱情况。

同时，在干旱灾害防治中，除了增加降水量，还需要采取措施提高土壤水分条件，以支持农作物的生长和发育。人工影响天气技术可以通过调节气温和湿度，控制土壤水分蒸发速率，从而减少土壤水分的损失。例如，可以利用夜间增温技术来提高土壤温度，促进土壤水分的蒸发，同时也可以降低空气湿度，减少土壤水分的散失。

最后，人工影响天气技术还可以通过节水灌溉、作物品种选择、土壤改良等措施，提高农业生产的适应性和韧性，为农业生产的可持续发展提供有力的支撑。例如，可以利用节水灌溉技术减少水资源的浪费，提高水资源的利用效率。同时，也可以通过选择适应性强的作物品种、改善土壤质量等措施提高农作物的适应性和抗旱能力。

3.2 农业霜冻灾害防治

当气温骤降到冰点以下时，农作物的嫩叶、花朵、果实等极易受到冻害，对农业生产带来严重的影响，因此需考虑综合采用人工影响天气技术应对霜冻灾害。

首先，人工影响天气技术可以通过增加云层厚度和降水量，形成保温层，缓解霜冻对农作物的影响。例如，美国佛罗里达州的柑橘种植业使用人工影响天气技术以防止霜冻对柑橘产生的损害。在寒冷天气到来前，通过增加云层厚度和降水量，形成保温层，降低空气温度，避免柑橘遭受霜冻损害，保证柑橘的产量和品质。

其次，人工影响天气技术可以通过增加太阳辐射量预防霜冻。在一些北方农业区域，利用人工影响天气技术提高太阳辐射量，加速农作物生长进程，使其尽早进入成熟期，从而减少霜冻对农作物的影响。

最后，人工影响天气技术可以通过增加大气湿度缓解霜冻对农作物的影响。例如，在中国南方，农民使用“烟囱式防冻器”抵御霜冻。这种防冻器的原理是将湿度较高的空气引入田间，形成保温层，缓解霜冻对农作物的影响。

除了上述措施，还有一些其他技术也被广泛应用于农业霜冻灾害防治。例如，喷洒水雾、加热设备等。在北美洲，喷洒水雾可以形成一层薄冰保护农作物，从而防止霜冻的危害。加热设备则可以通过加热地表和空气，形成保温层，减轻霜冻的危害。

3.3 农业干旱旱地水利灌溉

农业干旱是对农业生产影响最为严重的气象灾害。其是指在作物生育期内，由于土壤水分持续不足而造成的作物体内水分亏缺，影响作物正常生长发育的现象。这通常带来水资源短缺、土壤贫瘠以及农作物产量低下的问题，可以针对此类地区应用人工影响天气技术，从而增加降水量、改善土壤水分状况，为农业生产提供有效支持。

首先，人工影响天气技术可以通过制造云层和增加云层的厚度实现旱地水利灌溉。具体而言，科学家可以使用云种植技术制造云层，通过增加云层的厚度增加降水量。在实际应用中，工作人员可以根据当地的气象条件和需求，有针对性地使用云种植技术，使得干旱地区的降水更加均匀，从而满足农作物的生长需求。这种方法已经在中国的新疆、内蒙古等干旱地区得到了广泛应用，取得了显著的效果。

其次，人工影响天气技术还可以采用地下水利灌溉技术解决干旱地区的水资源短缺问题。地下水利灌溉是指将地下水引入灌溉系统中，用于农作物的生长和发展。人工影响天气技术可以通过制造云层和增加降水量，增加地下水的蓄积和含水量，从而为水利灌溉提供充足的水源。此外，相关部门还可以结合使用太阳能泵、风能泵等新兴技术，将地下水抽取到地面，为农作物提供水源，进一步解决干旱地区农业水资源不足的困境。

最后，人工影响天气技术可以采用覆盖、护根等技术提高土壤保水能力。例如，覆盖技术可以通过覆盖地面，防止水分蒸发，从而提高土壤的保水能力；护根技术可以通过在作物根系周围建立一定的保护措施，防止水分流失，提高土壤保水能力。这些技术的应用可以有效地改善干旱地区的土壤水分条件，从而提高农作物产量和品质。

3.4 农业作物种植结构优化

农业作物种植结构的优化可以提高土地的利用效率以及农作物的产量和品质。人工影响天气技术在这一过程中发挥着重要的作用，可以通过调控气象条件，为作物的种植提供更加适宜的环境。

以往农业作物种植往往受到地域环境的限制，只能根据当地气候的先天条件选择作物，如在高温干旱的地区适宜种植玉米、高粱等抗旱性强的作物，而在潮湿多雨的地区适合种植水稻、甘蔗等耐水性好的作物。而人工影响天气技术可以通过调节降水量、气温等气象条件，为不同作物的种植提供最适宜的生长环境，实现作物种植结构的优化，形成多种作物共生的局面。

此外，人工影响天气技术还可以通过调控气象条件，促进不同作物的生长和发育。适当提高气温可以促进棉花、花生等作物的生长；调节降水量可以控制稻米的开花期，从而提高其产量和品质。通过局部的人工影响天气调节，还可以改善土壤环境，优化作物的生长环境，为农作物的生长提供更好的条件。在此基础上，人工影响天气技术的应用还能够满足周边城市多元化粮食需求，提高土地的利用效率。通过技术手段调节气候和降水量，农民可以在不同季节和环境下种植适宜的作物，从而增加农产品的供应量，增强品种的多样性。需要注意的是，在优化农业作物种植结构时，人工影响天气技术的应用不能只考虑气象因素，还需要考虑土壤条件、作物的生长特性、市场需求等多方面因素。

4 结束语

人工影响天气技术在农业生产中的应用已经成为保障粮食安全、促进农业生产发展和保护生态环境的重要手段。随着技术的不断发展和完善，人工影响天气技术在农业生产中的应用将会更加广泛，为实现可持续农业生产和经济发展作出更大的贡献。此外，人工影响天气技术的应用也需要注意合理性和可持续性，避免对环境造成不良影响。因此，需要在应用过程中加强科学研究和技术创新，加强监测和评估，确保技术的合理性和有效性。同时，也需要加强国际合作和交流，共同推动人工影响天气技术在全球范围内的应用和发展。