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        新疆地區(qū)人工影響天氣的科學(xué)發(fā)展現(xiàn)狀及日后發(fā)展趨勢

        2016-04-14 21:07:54莫索灣氣象站新疆石河子832056
        地球 2016年10期
        關(guān)鍵詞:科學(xué)技術(shù)天氣人工

        (莫索灣氣象站 新疆石河子832056)

        (莫索灣氣象站 新疆石河子832056)

        新疆是我國重要的氣象監(jiān)測大省,人工影響天氣科學(xué)技術(shù)作為現(xiàn)代先進科學(xué)技術(shù)發(fā)展中的一種產(chǎn)物,無論是在今天的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面還是天氣調(diào)節(jié)方面都發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。隨著人類文明的不斷發(fā)展進步與人類對天氣過程認識程度的不斷加深,人們對天氣的敏感性越來越強,人工影響天氣科學(xué)技術(shù)水平也得到了顯著的提升。文章緊緊圍繞著人工影響天氣科學(xué)技術(shù),對其基本原理、發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢進行了詳細的探究。

        人工影響天氣科學(xué)技術(shù)現(xiàn)狀發(fā)展趨勢

        0 前言

        人工影響天氣科學(xué)技術(shù)起源于美國,1946年傳入中國。經(jīng)過幾十年的發(fā)展,我國人工影響天氣技術(shù)以服務(wù)農(nóng)業(yè)為根本,以防災(zāi)減災(zāi)為核心,在農(nóng)業(yè)、林業(yè)、交通運輸、航空、水利等諸多領(lǐng)域都得到了普遍的應(yīng)用。在當前全球氣候變暖、水資源日益短缺的背景形勢下,人工影響天氣科學(xué)技術(shù)更為重要與關(guān)鍵。因此,必須對其發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢進行分析,促進人工影響天氣科學(xué)技術(shù)效用的最大化發(fā)揮。

        1 人工影響天氣科學(xué)技術(shù)的基本原理

        人工影響天氣實現(xiàn)對天氣進行人工影響的基本原理是依據(jù)與利用天氣的自然規(guī)律和云的微物理不穩(wěn)定性,通過播散適量、適合的催化劑,來引導(dǎo)云、降水按照人們的預(yù)定方向發(fā)展變化,從而達到以少量成本換取巨大利益、促進降水緩解旱情、消云散霧、減少冰雹等惡劣天氣帶來的影響目標[1]。人工影響天氣具體包括人工降雨、人工消云散霧消冰雹、人工防霜凍等。除了上述這些人們有意識、有目的的對天氣進行影響之外,人類對天氣的影響還包括無意識的影響,如都市、工業(yè)生產(chǎn)、供暖等對天氣的作用,但這并不屬于人工影響天氣的范疇,而僅僅是人類對天氣的一種無意識影響。

        2 新疆人工影響天氣科學(xué)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

        云物理與人工影響天氣是我國發(fā)展最早的與天氣科學(xué)相關(guān)的內(nèi)容。從上世紀末至今,伴隨我國綜合國力與科學(xué)水平的顯著提升,人工影響天氣與云物理得到了跨越式的發(fā)展,先進大氣物理探測技術(shù)、衛(wèi)星技術(shù)、雷達技術(shù)在人工影響天氣中的應(yīng)用使人工影響天氣逐漸趨于多學(xué)科交叉性的特點,在此基礎(chǔ)上現(xiàn)代人工影響天氣科學(xué)技術(shù)逐漸建立起來[2]。而云物理在宏、微觀特征、云基本特性的地基、空基直、間接觀測等也都取得了大量的研究成果?,F(xiàn)階段,我國新疆已投入運行的新一代天氣雷達網(wǎng)共有15座,局地天氣監(jiān)測與作業(yè)指揮雷達共有34部。目前,我國人工影響天氣已基本形成了依托天氣來預(yù)測降水、降雪、大風等各種天氣情況。雖然雷達、衛(wèi)星、探測、觀測等許多先進信息技術(shù)已被應(yīng)用在人工影響天氣當中,但總體而言我國人工影響天氣科學(xué)技術(shù)水平仍有待提高,在未來的發(fā)展過程中還需不斷改進與完善。

        3 人工影響天氣科學(xué)技術(shù)未來發(fā)展趨勢

        3.1 數(shù)值模式

        根據(jù)當前及未來人類生存發(fā)展需要和社會生產(chǎn)需要,數(shù)值模式將成為未來人工影響天氣科學(xué)技術(shù)發(fā)展與水平提升的重要工具[3]。目前,計算機技術(shù)已具備了云實際模擬能力,這就為我國將具有詳細云物理過程和具有資料同化功能的數(shù)值模式應(yīng)用于人工影響天氣的實際業(yè)務(wù)處理當中提供了可能。數(shù)值模式在人工影響天氣中的應(yīng)用主要包含三方面,即方案設(shè)計與檢驗,作業(yè)過程的指導(dǎo)和作業(yè)后的結(jié)果分析。這意味著數(shù)值模式在人工影響天氣中的運用可以優(yōu)化方案設(shè)計和物理假設(shè),提高微物理過程和實際天氣信息分析的準確性,降低實際工作中的許多不確定性,提升人工影響天氣科技水平與實際處理能力。不僅如此,數(shù)值模式還能夠在相同云況條件下,對播散與無播散進行對比分析,對播散物質(zhì)的擴散路徑進行預(yù)測模擬與提供不同播散方式所產(chǎn)生的潛在效應(yīng),從而幫助人們選擇出最佳天氣影響方式,并向人們提供試驗與實際作業(yè)所需的實時預(yù)報。

        3.2 與地球環(huán)境監(jiān)測和觀測技術(shù)緊密結(jié)合

        科技進步是人工影響天氣科學(xué)技術(shù)發(fā)展的唯一原動力,在當前社會科技日益發(fā)達的環(huán)境下,人工影響天氣發(fā)展趨勢良好,尤其是觀測技術(shù)[4]。現(xiàn)代人工影響天氣在觀測方面未來的發(fā)展將以充分利用先進觀測技術(shù)和地球環(huán)境檢測技術(shù)為主,將逐漸由單一波長雷達和飛機探測技術(shù)轉(zhuǎn)向為集衛(wèi)星、GPS、多普勒雷達、裝載先進探測飛機、偏振雷達、監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)、微波輻射計等多種先進技術(shù)于一身的綜合探測技術(shù)和觀測技術(shù)。考慮到人工影響天氣的復(fù)雜性與特殊性要求探測飛機具有良好的工作性能、續(xù)航能力、飛行高度和抵御不良天氣等能力,因此將先進探測系統(tǒng)裝載到飛機上是人工影響天氣未來發(fā)展的一個重點。先進探測式飛機可以觀測播散前后云中水物質(zhì)的變化,從而有利于人們進一步了解云中水物質(zhì)的類型、演變過程等信息。目前,普遍使用的機載離子探測系統(tǒng)是由多個分別裝載在飛機不同位置的探頭組成,是一種基于激光拍攝粒子圖像并對粒子記數(shù)粒子譜測量的先進系統(tǒng)[5]。此外,多普勒雷達網(wǎng)已在我國初步建立起來,并在天氣預(yù)警、強天氣預(yù)測、降水觀測等方面起到了重要的作用。除了觀測技術(shù)、地球環(huán)境探測技術(shù)和數(shù)值模式是人工影響天氣科學(xué)技術(shù)未來發(fā)展的重點對象之外,高靈敏度的風廓線儀等儀器設(shè)備、播散技術(shù)、吸濕劑催化技術(shù)、播云優(yōu)化技術(shù)等也都是人工影響天氣發(fā)展的主流趨勢。結(jié)論綜上所述,在當前全球氣候變暖、水資源日益短缺、干旱逐年加劇的發(fā)展狀態(tài)下,人工影響天氣科學(xué)技術(shù)在擁有廣闊、良好發(fā)展前景的同時,所背負的使命與責任也逐漸變得更為沉重和巨大。相關(guān)工作人員應(yīng)積極發(fā)展觀測、探測水平高、播散技術(shù)先進多樣、信息獲取及時全面、分析完整準確、集成多種先進科學(xué)技術(shù)的人工影響天氣技術(shù),不斷努力提升我國人工影響天氣科技水平。

        [1]邵洋,劉偉,孟旭,王廣河.人工影響天氣作業(yè)裝備研發(fā)和應(yīng)用進展[J].干旱氣象,2014,04:649-658.

        [2]車秀杰.人工影響天氣科學(xué)技術(shù)的發(fā)展論述[J].黑龍江科技信息,2012,34:29.

        [3]姜宗元.基于WebGIS技術(shù)的人工影響天氣預(yù)警指揮系統(tǒng)研究與開發(fā)[D].電子科技大學(xué),2013.

        [4]黃巧明.車載移動式火箭人工影響天氣監(jiān)控指揮及信息管理[D].電子科技大學(xué),2013.

        [5]孫敬.天津市人工影響天氣工作存在問題及對策分析[J].天津科技,2013,04:85-86.

        新疆地區(qū)人工影響天氣的科學(xué)發(fā)展現(xiàn)狀及日后發(fā)展趨勢

        ■于瑞波 尹新燕

        P41[文獻碼]B

        1000-405X(2016)-10-405-1

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