人工影响天气在营口市农业气象防灾减灾中的应用

收稿日期：2023-12-10

作者简介：崔福涛（1990—），男，辽宁鞍山人，工程师，研究方向为人工影响天气。#通信作者：耿树江（1966—），男，辽宁开原人，正高级工程师，主要从事大气物理与大气环境工作。E-mail：3369168665@qq.com。

摘 要：在“双循环”背景下，农业产业结构调整逐渐加快，对农产品的流通起到了良好的影响。然而，目前看来，随着全球变暖等环境问题的加剧，农业气象灾害的发生频率明显提升，发生规模也明显扩大，对农业生产造成了一定的负面影响。工作人员应当重视借助人工影响天气技术，通过人工降雨、降雪、防雹、防霜等措施的实施，为农作物营造更为良好的生长环境，助推农业经济的稳步发展。概述了营口市地理气候环境及人工影响天气技术，分析了人工影响天气在营口市农业气象防灾减灾中的具体应用，并提出了几点对策。

关键词：人工影响天气；气象防灾减灾；对策；营口市

中图分类号：P48 文献标志码：B 文章编号：2095–3305（2024）04–0-03

气候对人们的生活具有深远影响，为保障人们的舒适生活，应用人工方式改变天气环境已经成为推动社会发展的重要趋势[1-2]。人工影响天气作业方式可以通过在空中发射化学试剂改变云层结构而进行人工降水、降雪等。就目前的发展现状来看，人工影响天气技术在农业生产中能够有效防止干旱气候对农业生产造成的影响，也可以有效避免雪灾、冰雹等自然灾害。在我国国民经济不断增长的背景下，自然灾害对农业生产造成的影响已经成为不容忽视的问题，在现实发展中，工作人员要灵活运用人工影响天气技术保障农业生产质量。

1 营口市的概况

1.1 地理环境

营口位于辽宁省南部，地处辽东半岛中枢，渤海东岸，大辽河入海口处，地形自东南向西北逐渐倾斜，自然形成东部山区、中部丘陵、西部平原的地貌特征[1]。整体呈现出“五山一水四分田”，山、水、田的面积分别占全市总面积的27.0%、31.6%和41.4%。地理环境对气候的影响是多方面的，主要表现在地理纬度、海陆分布、地形地势等对大气候的影响，地表植被、湿地水体等对小气候的影响，影响的直接结果表现为形成一定范围的温度、降水、风向风力、相对湿度等气候要素。

1.2 气候特征

气候资源是指光、热、水、风及可开发利用的大气成分，是人类生产和生活不可缺少的自然资源，合理开发利用气候资源对经济社会可持续发展具有十分重要的意义。营口气候资源较为丰富，其气候特点是冬季漫长寒冷，夏季温热多雨，春季干燥多风，秋季凉爽宜人，四季分明，雨热同季，属大陆性季风气候。按照气候带划分，属暖温带季风气候，气候大区（以干燥度划分）为亚湿润区。

营口地区热量条件较为充足，沿海平原及丘陵地带的热量条件在辽宁省仅次于大连地区。年平均气温9.3～9.8 ℃，≥10 ℃天数为175～180 d，≥10 ℃积温为3 595～3 754 ℃·d，最冷月（1月）平均气温低于-8 ℃，1月平均最高气温为-4～-3 ℃，属暖温带[2]。营口地区降水量适中，年均降雨量在631.3～652.2 mm，最大小时降雨量可达80 mm以上，农作物生长期间（4月下旬至10月中旬）降水量为508～555 mm，干燥度系数（作物生长期可能蒸发量与同期降水量之比）接近于1，属湿润与亚湿润交界区。营口地区光照条件优越，年日照时数最高为2 950 h，多于省内大部分地区，与辽宁省西部半干旱地区持平，属光能较丰富地区。由于营口具有的特殊地形和气候条件，当地往往多发气象灾害：春季易发生干旱，夏季易出现暴雨及洪涝，春秋季多大风、冰雹，冬季常出现寒潮、大风雪。由气象灾害带来的次生灾害，如泥石流、风暴潮等也偶有发生。

2 人工影响天气的概述

2.1 人工影响天气的概念

人工影响天气主要是指以人工及人为操作形式影响局部天气情况，在农业领域中以人工影响天气也是防灾减灾的主要技术手段之一。为了进一步保障农作物正常生长，提升农业生产活动的开展效率和实施效果，农业气象始终是重中之重。对此，气象部门与农业部门需要紧密协调，积极配合，在农业气象预测中始终保持精准、有效的工作原则，在必要条件下可以应用人工形式影响某一区域的天气状态。

从技术落实的角度来看，人工影响天气技术手段最早出现于20世纪40年代末，最早由美国朗格缪尔进行技术实验发展，截至当前，人工影响天气已经在各领域广泛应用深入实践，受到了社会各界的广泛关注。也正因如此，人工影响天气成了气象领域的重大实践和进步之一。现如今，人工影响天气不仅仅局限于人工降雨技术，还可以充分利用气候资源，并配合飞机、火箭、高射炮等多种类型的运载工具和科学技术手段，实现对局部天气的人工影响，进而实现降雨、防灾、防霜、消雾等多重农业气象目标。

2.2 人工影响天气的技术原理

2.2.1 暖云人工增雨的原理

暖云是云体温度超过0 ℃，且云顶温度不足0 ℃，

同时有过冷云滴存在的云[3]。暖云产生的自然降水是气流携带水汽进入云中，以凝结核为核心，凝结后形成的云滴，下落到地面后就成了降水。若是降水较小或没有降水出现，可利用人工方式引入大水滴或有大水滴的物质出现，进而引发降水或增加降水量。

2.2.2 云的动力催化原理

由于冷云催化的影响，云中会出现大量冰晶，这个过程会释放大量潜力，改变积云的宏观动力，随后引发降水天气。由于云内外间有温差，会进而产生浮力，同时会影响积云的上升气流速度。发展较旺盛的积雨云涵盖了较多的过冷水滴。若是在冷云中播撒大量成冰的催化剂，短期内则会导致过冷水滴冻结，积云快速上升，且云体不断扩大，导致云体内水分不断增加，继而出现强降水天气。

2.2.3 冷云人工增雨原理

冷云包含了过冷水滴、冰晶和水汽，即温度在0 ℃以下的云，而对云中冰水进行转化则是降水天气出现的关键。若将催化剂播撒到0～30 ℃的过冷却云中，将会产生人工冰晶，经过蒸凝后会出现降水天气，这就是人工增雨。

2.2.4 人工防雹原理

（1）过量播撒催化剂。是指大量的过冷却水累积到冰雹云上部，该区域也是冰雹生长位置。在累积带内会出现缓慢上升的气流，再加上四周低温，极易产生雹胚。雹胚在与过冷水滴多次碰撞后，会增大体积，再加上上升气流作用，为冰雹天气的出现提供了有利条件。若是将一定量的冰雹胚胎引入至累积区，会降低水分浓度，不利于冰雹的形成。（2）云中爆炸。将人工增雨防雹炮弹发射到云中，使其炸裂，该过程会形成冲击波，使冰雹出现震动，云层中过冷却液态水含量也会下降，冰雹变软后不利于冰雹体积的增大。

3 人工影响天气在农业气象防灾减灾中的应用

3.1 人工增雨

人工增雨主要是通过人工影响天气的方式进行干预，利用自然降水原理和人工降雨操作，结合不同云层的特点和情况，借助飞机等设施向其中喷洒降雨催化剂，促使云滴迅速凝结碰撞成雨滴，下降到地面，从而确保农作物能够正常生长[4-5]。

营口市春季干旱情况较为严重，4月下旬左右降水量相对较为集中，因此大田农作物播种时期多集中在此阶段。但与此同时，营口市年际降水量变化情况较为明显，大部分年份4月中旬的降水量小于10 mm，干旱情况明显，对当地春播影响严重。因此，需要通过人工增雨的方式缓解农业种植过程中的干旱问题。

3.2 人工防霜

霜冻是农业种植过程中的主要灾害，对农作物产量和质量的影响较大。营口市一年内寒冷天气占比较高，且温差较大，不利于作物播种和生长发育。在幼苗培育和移栽期间，营口市存在持续低温天气，低温冷害发生频率在9%左右，极端低气温甚至可达到-31.4 ℃。

此外，10—11月，营口寒潮和冷空气的出现频率相对较高，并伴有大风，对于农业种植影响十分严重。当前，常见的人工防霜措施主要为烟熏处理，工作人员应根据当地实际天气情况，选择适当时间，在作物种植区域进行燃烧烟熏，以调节农作物周围环境的温度，降低霜冻的影响。

3.3 人工防雹

冰雹天气对于农作物危害影响严重，且常伴随大风、雷暴等不良现象，破坏性较强，主要损坏植物茎叶和果实，降低农作物质量和产量。经过对营口市天气情况的统计分析发现，其冰雹天气出现的概率相对较高，时间较长，长达25～36 d。在实际进行人工防雹作业的过程中，工作人员可通过撒播催化剂、爆炸等人工方式影响云层，抑制云层中冰雹的形成和生长，以此避免冰雹降。人工防雹的主要作业内容包括冰雹预报、防雹措施以及效果检验。

3.4 人工增雪

人工增雪也是解决区域季节性干旱的重要措施，与人工增雨的原理相同。人工增雪本身难度较大，对天气条件要求更高，一方面，需要具备充足的水汽，要求冷云中包含充足的小水滴和小雪晶，从而通过喷洒催化剂，促使雪晶快速增长并克服浮力落到地面。另一方面，对云层的厚度、高度等也有一定的要求，过厚、过高或者过低的云层都不利于人工降雪作业。冬季人工降雪不仅有助于缓解土壤干旱和补充水量，还能够有效抑制病虫害发生，为次年农作物的种植栽培提供良好的环境条件。

4 人工影响天气在农业气象防灾减灾中的措施

4.1 做好人工影响天气作业前的准备工作

第一，相关部门要提前发出或公布人为扰动的预警信息，在作业前对操作者进行培训，每年定期检修，以保证作业的安全。同时，相关部门要做好后勤保障、经费预算、弹药采购、设备更新等工作，并定期进行安全检查，确保安全制度得到切实落实[6-7]。

第二，要把握时机，积极采取人工增雨防雹措施。根据区域气候、短期气象预报，各级有关部门运用现代技术，提前制订人工影响天气的工作计划，保障农业生产，科学地利用云汽云团，从多角度、多方位地解决干旱问题。

第三，在春季、秋季重点防火期，相关部门应联合相关部门开展人工增雨（降雪），确保群众的生命财产安全。在强对流冷涡天气高发期应加强相关部门的预报、应急联动，积极主动地进行人工降雪、人工防雹，以增强人影工作的及时性和科学性。操作人员要积极主动地适应新时期的农业生产模式，为农业生产提供更好的配套服务，优化操作场所、操作模式，提高人工影响天气的工作效率，增强灾害防治能力。

4.2 使用数字信息技术，优化气象预报能力

近年来，在信息时代的大环境下，大量先进的信息技术应运而生，为气象防灾减灾工作的实施提供了一定的助力[8]。为实现对人工影响天气的优化利用，工作人员可将数字信息技术引入至气象预报与气象防灾减灾工作中，提升工作质量。例如，强化对大数据技术的应用。工作人员可利用此类技术，收集、整理和分析海量的气象数据信息。传统的气象观测手段往往受限于时间、空间和资源等因素，获取的数据量相对有限。技术人员可借助大数据技术，实时、全面地收集各种气象要素数据，包括温度、湿度、气压、风速等，获取更加详尽和精确的气象信息，为人工影响天气的实施提供更全面的分析、决策依据。

整体看来，数字信息技术在气象预报工作中的应用价值：第一，数字信息技术能够改善气象预报的时效性。通过快速实施数据传输，工作人员可观测气象数据，并使用预测模型计算结果，迅速传递给决策者和应用人员，帮助相关人员准确把握天气变化的趋势，选择最佳的干预时机和方法，提高人工影响天气的应用效果。

第二，数字信息技术能够促进气象数据的可视化和共享。通过数据可视化的方式，可将复杂的气象数据以直观、易懂的形式展现出来，便于决策者理解、利用，促进对气象数据的共享和交流，实现各个部门和机构之间的数据互通，方便相关工作者更好地应用人工影响天气技术。

4.3 其他措施

（1）提高服务水平。发挥人工影响天气趋利避害作用，做好粮食生产功能区、重要农产品保护区以及特色农业产业带的抗旱、防雹等作业，切实保障粮食安全和农产品有效供给，以及更好地服务防灾减灾。

（2）发挥人工影响天气工作的独特优势。在应对干旱、异常高温、森林火灾、冰雹等自然灾害中，适时开展作业，降低灾害损失，保护人民群众生命财产安全。加快人工影响天气作业由增雨防雹减灾向服务生态环境拓展，进一步提升生态文明建设的保障能力[9]。

（3）提高发展质量。市气象局会同各地区、各部门要持续加强基础业务建设，加快推动人工影响天气现代化作业装备更新升级，不断提升精准、科学、安全作业能力；要持续加强关键技术攻关和人才队伍建设，提升人工影响天气的科技内涵和创新支撑，力争在作业条件监测预报、科学试验和技术应用上取得新突破；要共同守住安全底线，将人工影响天气工作纳入安全保障体系，履行好气象、公安、应急等行业安全监管责任，加强作业装备、弹药全流程安全管理，确保人工影响天气工作安全发展。

5 结束语

在新时代发展进程中，我国农业领域的发展速度越来越快，为进一步保障农作物顺利生长，推进农业现代化改革，需要真正落实农业防灾减灾，发挥人工影响天气作业在农业气象防灾减灾中的重要作用和价值。当前农业气象防灾减灾领域应用的人工影响天气技术主要涵盖人工增雨、人工防雹、人工消雾等。相关部门应进一步发挥公共预警平台的作用，广大农户需要不断提升防灾减灾意识，在日常生活和农业生产中提高对灾情信息的了解，及时应对不同类型突发风险和气象灾情，最大限度地减少损失。

参考文献

[1] 陈杰.营口地区农业气候资源分析及主要气象灾害[J].现代农业科技，2010（17）：297-298.

[2] 崔修来，孙瑶，徐亚琪，等.利用积温、无霜期分析营口地区玉米适宜播种期[J].农村实用技术，2020（11）：191-192.

[3] 唐作佳，邓树荣，唐小琴，等.人工影响天气技术原理及应用[J].农业灾害研究，2018，8（3）：26-27.

[4] 刘小杰.人工影响天气在农业气象防灾减灾中的作用及对策探讨[J].农业开发与装备，2022（10）：131-132.

[5] 李胜利.济南人工影响天气在气象防灾减灾中的作用及发展对策[J].农业与技术，2017，37（16）：229.

[6] 郭林.人工影响天气作业在气象防灾减灾中的作用及发展思考[J].北京农业，2015（20）：166-167.

[7] 李奎涛.人工影响天气作业在气象防灾减灾中的重要作用及发展建议[J].南方农业，2015，9（27）：210-211.

[8] 梁锋.人工影响天气在兴安盟气象防灾减灾中的作用及发展[J].北京农业，2014（21）：189-190.

[9] 葛月月，单璐璐，王明宏，等.人工影响天气在农业生产中的应用及优化策略[J].现代农业科技，2021（11）：196-197.