劉堯,羅錦華,王楠,牛琳琳,趙楠
(盤錦市氣象局,遼寧 盤錦 124010)
我國是一個歷史悠久的農(nóng)業(yè)大國,農(nóng)業(yè)收益也一直是國民經(jīng)濟的重要組成部分,但是近年來由于自然環(huán)境的惡化,農(nóng)作物的生長受到了嚴重的影響。為了盡可能地減少干旱、冰雹、雪災等災害造成的損失,對人工影響天氣技術進行研究具有一定的現(xiàn)實意義。
在我國經(jīng)濟社會發(fā)展初期,將經(jīng)濟發(fā)展放在首位,忽略了對自然環(huán)境的保護,導致了我國生態(tài)環(huán)境嚴重惡化,各地氣候也受到了一定的影響,開始頻繁出現(xiàn)冰雹、干旱等災害,嚴重影響了農(nóng)民的經(jīng)濟收益。在此背景下,建立人工影響天氣系統(tǒng)有助于加強對農(nóng)戶的保障,減少經(jīng)濟損失,促進農(nóng)業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展。
隨著我國社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展,對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也提出了更高的要求,為了加快構建社會主義新農(nóng)村,促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)代化與科技化,就必須采取一定的措施來應對氣候災害。建立完善的人工影響天氣系統(tǒng)有利于農(nóng)村防災減災工作的順利進行,并能在一定程度上造福百姓[1]。
旱災是一種因異常干旱形成的氣象災害,在發(fā)生旱災時,耕地土壤中的水分會隨溫度升高而不斷蒸發(fā),從而不能滿足農(nóng)作物生長所需,導致糧食減產(chǎn)或者絕收,嚴重影響了農(nóng)民的經(jīng)濟收益。我國位于亞洲季風氣候區(qū),受地域影響,干旱通常發(fā)生在每年的春季、夏季以及秋季。春旱會影響種子的萌發(fā),造成種子的發(fā)芽率過低;夏旱會對農(nóng)作物的生長造成影響,以小麥為例,當小麥處于夏季苗期遭遇干旱缺水時,麥苗的葉心不長,會呈現(xiàn)萎縮狀態(tài),增加小穗和小花的可能性;秋旱則會直接影響到農(nóng)作物的收成。值得注意的是,干旱后較容易發(fā)生蝗災,蝗災會對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成不可估量的損失。
人工降雨是一種可以有效解決干旱問題的新技術,也被稱為人工增雨,其技術原理是基于自然降雨形成的條件,通過人為補充某些因素,促使云滴碰撞或者凝結,進而迅速形成雨滴降落。在這一技術實施過程中,需要根據(jù)所要降雨地區(qū)的云層成分特點,選擇最適宜的時機,利用火箭彈、飛機等向對應云層中傳送鹽粉、干冰、碘化銀等不同類型的催化劑,促使云層發(fā)生化學反應產(chǎn)生降雨。按照云層的溫度,人工降雨可以分為冷云降雨和暖云降雨兩種,當干旱地區(qū)的云層在零度以上時,應該選用尿素、鹽粉等吸濕性較強的粒子作為催化劑,而當干旱地區(qū)的云層在零度以下時,則需要用火箭彈等向云層傳送碘化銀等催化劑,加快冷云產(chǎn)生冰晶的速度,增大其上的冰晶密度,從而形成降雨。
實踐表明,當所需降雨地區(qū)的云層溫度在零下三度左右時,人工降雨的效果最為明顯,當前,人工降雨技術在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中獲得了廣泛的應用,在降低干旱損失、促進農(nóng)作物增產(chǎn)方面發(fā)揮了重要的作用。
冰雹指的是從云層降落的冰塊或者冰球,是造成我國農(nóng)作物減產(chǎn)的主要災害性天氣之一,常發(fā)生于春夏之交,一般情況下冰雹如同黃豆、綠豆大小,但也有部分情況下會大如栗子、雞蛋。當冰雹發(fā)生時通常伴隨著雷雨、大風等極端天氣,容易損壞生長期農(nóng)作物的莖稈、穗粒、葉片等,影響農(nóng)作物的最終產(chǎn)量,進而減損農(nóng)民的最終收益[2]。
在云層中存在的水滴與冰晶,在運動過程中逐漸凍結、合并,并被強烈的上升氣流運送到含水量較高的云層,就會形成冰雹的核心,因此人工防雹的要點就在于抑制初始的冰雹在含水量積累區(qū)的生長。具體實踐為找到農(nóng)作物生長區(qū)上方的冰雹累積帶,對即將降落冰雹的危害性進行評估,若冰雹會對農(nóng)作物的生長造成影響,則需要向含水量積累區(qū)輸送大量的冰晶,利用冰晶會與冰雹核心爭奪云層中有限的水資源的特點,實現(xiàn)消除冰雹的目的。
近年來,隨著我國科技的不斷發(fā)展,人工防雹技術也取得了一定的進展,具體體現(xiàn)為兩個方面的進步:第一,向含水量積累區(qū)發(fā)射冰晶時,從最初的高炮逐漸演變?yōu)榛鸺⒏呱渑诘裙ぞ?,提高了工作效率與作業(yè)精準性。第二,研發(fā)出了新型的冰雹災害預報系統(tǒng),該系統(tǒng)基于天氣形勢,利用雷達等設備對相關云層結構進行觀測,并結合多方資料,通過計算得出對冰雹的精準判斷,從而起到了預警作用。
霧的本質是大量懸浮在空中的微小雨滴,主要發(fā)于秋、冬兩季,是一種較為常見的自然現(xiàn)象,但是霧會影響到農(nóng)作物的正常生長,導致糧食減產(chǎn),進而損害農(nóng)戶的經(jīng)濟收益。霧天影響農(nóng)作物生長的原因主要有以下三點:第一,霧氣妨礙了植物的光合作用,而光合作用是農(nóng)作物對光能的吸收、轉化、儲藏的過程,也是保證農(nóng)作物正常生長的基礎,當霧天長期存在時,農(nóng)作物會出現(xiàn)萎靡、矮小、病變的現(xiàn)象。第二,部分因空氣流動形成的霧氣可能裹挾著一些植物病菌,而當霧氣附著在植物表面時,就會導致農(nóng)作物病變。第三,由于霧氣本身的特點,其存在時會使周邊環(huán)境變得過于潮濕,導致農(nóng)作物莖稈軟弱,并降低了農(nóng)作物本身的抗病性,容易使病菌趁虛而入。
根據(jù)霧的形式還可以將其分為臭霧、海霧、火霧以及酸霧等,其中臭霧會導致農(nóng)作物病變,海霧會使農(nóng)作物脫水枯萎,火霧會把農(nóng)作物熏黃,將果實熏掉,酸霧對農(nóng)作物的危害性甚至會超過酸雨。人工消霧是一種能夠有效降低霧天損失的技術手段,其技術原理是基于冰云與水云混合會產(chǎn)生降雨這一特點,向農(nóng)作物上方云層發(fā)射甲烷、干冰以及碘化銀等催化劑,從而產(chǎn)生冰晶,借此來消耗霧滴,形成降水。除此之外,隨著科技的發(fā)展,動力法、加熱法也逐漸被應用在人工消霧中,并取得了良好的應用效果。
一支高素質、專業(yè)的人才隊伍是實現(xiàn)人工影響天氣,達到減災減害目的的基礎,具體來說,這支隊伍需要掌握系統(tǒng)性的專業(yè)知識,還要有一定的實踐經(jīng)驗,對突然發(fā)生的各種危害農(nóng)作物生長的自然災害具有一定的處理能力與應變能力。與此同時,隨著人工影響天氣系統(tǒng)的不斷更新?lián)Q代,也要求相關人員具有較強的學習能力,能夠盡快掌握新型探測軟件、業(yè)務軟件以及作業(yè)裝備的使用方法。為了加快高水平專業(yè)隊伍的建設,可以從以下幾個方面入手:第一,加大政府資金投入,吸引專業(yè)人才入駐。第二,定期聘請相關領域的專家開展講座,進行知識的傳授與分享,同時還可以每隔一段時間開展人工影響天氣的知識的考核,將考核結果與每個員工的福利聯(lián)系在一起,提升員工學習的積極性。第三,健全責任制度,使氣象勘測等具體任務細分并落實到每個工作人員的身上,一旦發(fā)生因氣象災害導致農(nóng)作物收成受到重大影響,可以隨時對其進行追責,從而消除相關工作人員的懈怠思想。
當前,我國有十個左右的一級救災物資儲備點,但是大多分布在省會城市,當氣象災害真的發(fā)生時,無法及時將物資傳送到災害地區(qū),造成這一現(xiàn)象的原因是我國幅員遼闊,農(nóng)村又一般地處偏遠,交通條件與距離嚴重影響了物資的傳送效率。為了進一步發(fā)揮人工影響天氣系統(tǒng)的作用,可以選擇在自然災害頻發(fā)的地區(qū)建立二級救災物資儲備點,保證干冰、碘化銀、冰晶等的儲備量,以便在災害發(fā)生時能夠及時地預防與治理。
綜上所述,人工影響天氣技術在我國農(nóng)業(yè)的防災減災中發(fā)揮著重要的作用,能夠有效降低自然災害對農(nóng)作物的損害,保障農(nóng)戶的經(jīng)濟效益。但是當前我國人工影響天氣系統(tǒng)還存在著一些問題,包括相關工作人員專業(yè)素質不高、物資儲備點太少等,阻礙了人工影響天氣技術發(fā)揮出應有的效果。