人工增雨对枣庄地区的气象影响及高质量发展初探

摘 要：随着全球变暖、干旱及水资源短缺日益严重，人工影响天气成为气象防灾减灾的重要手段。人工增雨旨在提高降水效率和增加降水量，是人工影响天气中应用最广泛的方式之一。阐述了枣庄地区人工增雨现状，重点探究了人工增雨对枣庄地区的农业生产、森林防火、空气环境的影响，并对枣庄地区人工增雨高质量发展进行了初探，以促进人工影响天气技术的高质量发展。

关键词：人工增雨；农业生产；森林防火；空气环境；高质量发展

中图分类号：P481 文献标志码：B 文章编号：2095–3305（2024）05–0-03

人工增雨是采用人为的办法对空中可能下雨或正在下雨的云层施加影响，开发云中潜在的降水资源，增加降水量[1]。其根据不同云层的物理特性，选择合适时机，利用飞机、火箭或高炮向云中播撒干冰、碘化银、盐粉等催化剂，使云层降水或增加降水量。

枣庄市位于山东省南端，属于中纬度暖温带季风型大陆性气候，兼具南方温湿气候和北方干冷气候的特点。受自然地理环境、季风和人类活动的影响，枣庄地区气象灾害及其衍生灾害种类较多，干旱、森林火灾及沙尘等灾害性天气频发。做好人工增雨工作，对枣庄地区工农业生产、经济发展及生态文明建设具有重要的指导意义。

枣庄地区一般以人工火箭为主，高山烟炉为辅的方式进行增雨作业，从而达到缓解旱情，净化空气等目的。当前，枣庄市共有人工影响天气作业点12个、烟炉6座、人工增雨作业车辆6部，火箭发射架6部，其中9 394厂BL-1型火箭发射架3部，陕西中天WR- 98火箭发射架3部，均为拖挂式。作业设备具体分布情况为滕州市、峄城区、台儿庄区各有9394厂BL-1型增雨火箭发射架1部，市中区有WR-98增雨火箭发射架2部，薛城区有WR-98增雨火箭发射架1部，山亭区有增雨燃烧烟炉6座[1]。

结合工作实际，从农业、森林、空气3个方面探究人工增雨对枣庄地区的影响，并对枣庄地区人工增雨高质量发展进行了初探，以期最大限度地增加降水量，助力气象高质量发展。

1 人工增雨对农业的影响

1.1 枣庄地区近5年旱情的概况

枣庄市是农业生产大市，主要种植小麦和玉米等粮食作物，蔬菜、果树种植面积也较大[2]。在地理位置和气候条件的影响下，尤其是在全球变暖的背景下，枣庄旱灾频发。从气象角度来看，干旱是指某时段内降水偏 少、天气干燥、蒸发量增大的一种异常现象[3]。具有出现频率高、持续时间长、波及范围广的特点。枣庄地区的干旱具有明显的季节性特点，一般为春旱、夏旱和秋旱[4]。春旱通常出现在3—4月，此时正是春耕春播的时机，枣庄地区一般在春季种植玉米、马铃薯等，一旦出现干旱将会降低春玉米、马铃薯的出苗率，并影响越冬小麦的返青拔节和后期的生长发育，还会阻碍果树生长，如峄城石榴、山亭樱桃的发芽；夏旱通常出现在6—7月，此时间段常出现高温天气且日照时间长，如不及时降雨，将影响夏玉米等夏秋作物的出苗和生长；秋旱通常出现在9—10月，是枣庄地区夏玉米等作物成熟的关键期，如出现干旱，不仅会导致夏玉米减产，还会影响冬小麦的播种日期。

随着干旱频率的增加，农作物的受灾面积也随之增大，严重影响农作物产量及农民的收入。2019年枣庄市出现2次旱情，6—7月中旬枣庄市平均降水量仅为50 mm，较常年偏少79.8%，据农业部门统计，截至2019年6月25日，枣庄市受旱面积达到12.85万hm2；8月13日—11月9日，枣庄市平均降水量为40.5 mm，较常年（215.9 mm）偏少81%，特别是10月13日以后，枣庄市几乎无降水，对冬小麦播种出苗造成了一定的影响。2020年9月21日—11月10日，枣庄市平均降水量为14.7 mm，较常年（61.1 mm）偏少75.9%，全市范围出现不同程度的旱情。据市农业农村局调查，截至11月10日，全市小麦受旱灾面积约7.0万hm2，占已播小麦面积的50.2%，其中重旱面积约1.1万hm2，占比为占7.61%。本次干旱过程严重影响了小麦生长分蘖。2021年全市平均降水量较常年偏多，未出现旱情。2022年5月下旬至6月中旬枣庄市出现明显旱情，据枣庄市气象局卫星遥感监测图（2022年6月7日），枣庄市大部分地区出现轻旱，其中山亭东北部、市中东部出现重旱。全市共约9.9万hm2农田受旱，占总面积的56.7%，其中重旱约1.8万hm2，占受旱面积17.8%。2023年春季降水偏少，特别是在3月份全市平均降水量仅3.2 mm，较常年偏少85.5%，属于典型的春旱（图1）。

1.2 人工增雨有效缓解农田旱情，助力农作物生长

针对不同程度的旱情，枣庄市气象部门密切关注天气变化，抓住有利时机，积极组织人工增雨作业。2019年夏旱导致玉米等作物生长缓慢，叶片发黄打蔫。气象部门分别于6月28日、7月23—24日开展全市增雨作业，发射人影火箭弹36枚。此次增雨作业增加了土壤墒情，提高了土壤质量，保障了玉米等作物抽穗开花，稳定了粮食产量。2020年秋旱造成小麦出苗缓慢、受灾严重，针对这种情况于11月17日开展人工增雨作业，发射人影火箭弹16枚、燃烧焰条6根。此次增雨助力了小麦根系生长、发芽出苗，为小麦提供了充足的水分，保证了小麦的产量。2022年农田受旱严重，占总面积56.7%，气象部门于6月13日开展增雨作业，此次作业为夏玉米播种出苗创造了有利条件，保障了夏玉米的生长发育。针对2023年的降水偏少，开展人工增雨作业2次，发射人影火箭弹36枚、燃烧焰条54根，约合增加水量0.3亿m3。此次作业缓解了农田旱情，增加了土壤的水分含量，保证了春耕春播工作的顺利完成，为春玉米、马铃薯等春季作物的生长提供了水分。

2 人工增雨对森林的影响

2.1 枣庄地区森林火情分析

森林火灾的发生与气象条件息息相关，当连续出现干旱、少雨、高温、大风时，林内可燃物极易燃烧和蔓延。根据市森林草地防灭火指挥部办公室发布的森林火情火灾通报统计，截至12月21日，2023年发生火情25起，均发生在春季，其中3月6—15日发生9起，3月31日—4月6日发生13起。

当前，枣庄市森林火险气象等级预报方法主要采用山东省森林火险气象等级方法，根据《山东省森林火险气象等级预报标准》，森林火险气象等级划分为5个等级，从低到高分别为一级、二级、三级、四级、五级，对应低风险、较低风险、较高风险、高风险、极高风险，如表1所示。枣庄市气象台近2年共发布高森林火险气象等级（五级）15次，如图2所示。由图2可以看出，近2年枣庄地区高森林火险气象等级均出现在春季，其余季节未出现，具有明显的季节性特点。由此可见，枣庄地区林火呈季节性特点，春季易发。

2.2 人工增雨有利于植被生长，降低森林火险气象等级

大气温度上升会导致植物呼吸气孔关闭，从而限制光合作用，造成植物生长速度减缓、死亡率升高。严重的干旱可造成树木出现水力失衡，降低森林生产力并导致树木死亡。当全球升温达2或4 ℃时，高温会促进呼吸作用，使之强于光合作用，全球森林死亡面积分别增加22%和140%[5]。人工增雨能够降低森林温度，补充水分，有利于树木光合作用和生长发育，降低树木的死亡率。

随着全球气候的变化，森林极端事件发生的频率也逐步增加，如火灾、飓风等，使森林退化日益严峻，其中火灾是我国森林损失的最主要因素。山东省气象台基于植被含水率、过去7 d和未来24 h的降水量、平均风速、温度、相对湿度、积雪深度等要素研发了森林火险气象等级客观算法。由此可见，除了平均风速与温度，其余要素均与降水有关。因此，对于森林来说，在干旱少雨的季节，增加降水量可有效降低森林火险气象等级和发生火情火灾的概率，有利于植被的生长。

3 人工增雨对空气环境的影响

3.1 沙尘天气

沙尘天气是指风将地面尘土、沙粒卷入空中，使空气混浊的一种天气现象，主要影响枣庄地区的春季。气象学上将沙尘天气分为浮尘、扬沙、沙尘暴、强沙尘暴和特强沙尘暴五类。2021年3月15—17日、28—29日，受蒙古气旋和冷空气影响，枣庄地区出现两次外部输送造成的沙尘天气，空气质量指数（AQI）一度达到500以上，主要污染物为PM10。2023年3月22—23日、4月11—12日，受上游沙尘传输和大风影响，枣庄大部分地区发现沙尘天气。漫天黄沙遮蔽太阳光照，导致能见度下降，严重影响交通安全。同时，大气中可吸入颗粒物增加，加剧大气污染，导致空气质量恶化，威胁人类健康。沙尘暴过程使得土壤风蚀，沙漠化加剧，对农田土地生产力也会造成严重的破坏。

3.2 人工增雨有利于净化空气

枣庄地区降水时空分布不均，属于典型的季风性气候，往往夏季高温多雨，冬季寒冷干燥。沙尘暴春季多发，植被尚未返青，降水少，土壤表层干燥，是良好的沙尘源，加之春季冷空气活动频繁，伴有强大的西北风，不稳定的大气层结状态容易发生沙尘暴。当雨水遇到尘土在天空中下降时，会吸附空气中的泥沙，尘土会随着雨水落下，变成泥雨。在这种天气下，增加降水可以沉降空气中的污染物，大大降低沙尘暴的等级，减少空气中的沙尘，更好地净化空气中的微尘。

4 人工增雨作业高质量发展的路径

4.1 强化组织领导，加大地方投入

人工增雨作业是防灾减灾、保障农业发展、改善生态环境的一种有效措施。地方政府应高度重视人工影响天气作业，推进人工影响天气高质量发展。一是加大对人工增雨工作的支持力度，做好有关工作协调；二是建立健全科学的工作机制，明确责任和分工；三是优化升级人影作业装备，探索新方式、高科技领域增雨作业模式。地方政府要认识到人工增雨作业的必要性和紧迫性，同时也要加大经费投入力度，保障人影装备充足和有计划地升级和更新。气象部门要强化资金的使用和管理，提高资金利用效率，及时升级更新人影作业装备，探索高科技新型人影作业方式，加快完善基础性建设，推进建设符合标准的固定作业点及弹药储存库，进一步提高枣庄市人工影响天气作业水平。

4.2 加强部门合作，提高空域批复率

人工增雨作业是一项复杂的工程，不仅仅需要气象部门，还需要民航等部门的合作。目前，枣庄作业空域申请方式落后，时效性低，批复率不高，严重影响增雨作业。有时人员、装备、时机均已到位，但空域申请失败，导致整个作业未能得以完成。因此，要加强部门间合作，任何部门都要意识到人工增雨是一项保障民生的重大工程，部门间要协调统一，政府也要加强对人工影响天气的组织和协调，避免延误时机，造成损失。各级各部门要各司其职，加快形成人工影响天气工作高质量发展合力。

4.3 优化站点布局，提高增雨效能

当前，枣庄市共有12个站点，其中滕州市3个，薛城区4个，峄城区2个，台儿庄区2个，市中区1个，人工火箭的有效作业面积一般为200 km2，可有效覆盖

2 400 km2，仅占全市总面积的52.9%。部分作业点周围为高标准农田，两旁的树木经过长时间生长，高10余m，限制了作业方位角和仰角的设定。因此，需进一步增加作业点数量，提高作业站点质量，积极推进站点选址标准化、规范化。选择既能为当地农业生产、森林保护等带来明显效益，视野开阔的地方进行作业。

4.4 加强科技支撑，培养高素质人才

气象部门要在每年增雨作业前，对作业人员进行资质审查，对审查合格人员进行培训。培训要注重将理论与实践相结合，既要学习有关法律法规和专业性知识，又要学习火箭发射操作等实际训练。在作业人员每次作业后，还要及时总结经验，弥补不足，进一步提高增雨作业水平。指挥人员要科学指挥作业，提高监测能力，密切关注天气变化，充分利用卫星云图、雷达回波判定增雨时机，并决定作业部位和用弹量，提高作业精度。

5 结束语

人工增雨是气象防灾减灾的重要手段，是人工影响天气的重要形式之一。枣庄地区气象灾害种类繁多，如干旱、雹灾、沙尘暴等。人工增雨作业有利于改善土壤墒情，缓解农田旱情，推动当地农业发展；有利于植被生长，降低森林火险气象等级；有利于净化空气，减少沙尘。未来，应当加大科研力度，提高增雨效率，研究增雨效果，最大限度地发挥人工增雨的作用，促进气象高质量发展。

参考文献

[1] 马兰香，田加才，王治国.山东枣庄农作物种业科技创新情况调研报告[J].中国种业，2021（12）：57-59.

[2] 孙荣强.干旱定义及其指标评述[J].灾害学，1994（1）：17-21.

[3] 王倩.枣庄市农业气象灾害分析及防御措施[J].农业灾害研究，2022，12（8）：149-151.

[4] 曾子航.全球气候变化对森林的影响与启示[J].绿色中国，2022（8）：60-63.

[5] 吴进，李琛，朱晓婉，等.2021年和2022年春季中国北方地区沙尘气象因素和沙源地条件异同[J].大气科学学报， 2023，46（6）：950-960.

作者简介：孔文秀（1995—），女，山东济宁人，助理工程师，主要从事气象服务与应用气象工作。#通信作者：慈航（1981—），男，山东青岛人，工程师，主要从事天气预报工作，E-mail：ci_hang1@163.com。