馮元松

摘要 人工影響天氣是利用高炮、火箭發(fā)射系統(tǒng)等向天空云層發(fā)射碘化銀炮彈以干預(yù)天氣狀態(tài)的一類方式，它在氣象防災(zāi)減災(zāi)中發(fā)揮著十分重要的作用。結(jié)合貴州省福泉市人工影響天氣工作經(jīng)驗(yàn)，介紹了人工影響天氣技術(shù)原理，探析了人工影響天氣作業(yè)在福泉市防災(zāi)減災(zāi)中的應(yīng)用，指出了現(xiàn)階段福泉市人工影響天氣工作面臨的問題，提出了人工影響天氣工作發(fā)展建議，以供參考。

關(guān)鍵詞 福泉市；人工影響天氣；技術(shù)原理；防災(zāi)減災(zāi)；應(yīng)用

中圖分類號：P48 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：2095–3305（2023）12–0-03

Artificial Weather Modification Technology and Its Application in Disaster Prevention and Reduction in Fuquan City

Feng Yuan-song （Fuquan Artificial Weather Modification Workstation， Fuquan， Guizhou 550500）

Abstract Weather modification is a kind of way to use anti-aircraft guns， rocket launch systems， etc. to launch Silver iodide shells into the sky clouds to intervene in weather conditions， which plays a very significant role in meteorological disaster prevention and reduction. This article combines the experience of artificial weather modification work in Fuquan City， Guizhou Province. Firstly， it introduces the principles of artificial weather modification technology and explores the application of artificial weather modification work in disaster prevention and reduction in Fuquan City. It points out the problems faced in the current stage of artificial weather modification work in Fuquan City， and finally proposes several development strategies for artificial weather modification work for peer reference.

Key words Fuquan City; Artificial weather modification; Technical principles; Disaster prevention and reduction; Application

作為一種現(xiàn)代化防災(zāi)減災(zāi)方法，人工影響天氣作業(yè)是指在適當(dāng)?shù)臅r候，借助人工催化等技術(shù)措施改變或影響某些地區(qū)大氣的物理過程，以達(dá)到防災(zāi)減災(zāi)的目的[1]。福泉市隸屬于貴州省黔南州，地處貴州省中部，地理坐標(biāo)處于26°32′28″～27°02′23″N，107°14′24″～107°45′35″E之間。境內(nèi)氣候?yàn)閬啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，熱量豐富、雨量充沛，無霜期長，光、熱、水同季，適宜水稻、玉米、大豆、油菜、烤煙等多種農(nóng)作物生長發(fā)育。同時，受福泉市地理環(huán)境和氣候的影響，福泉市干旱和冰雹等災(zāi)害性天氣常見，這些災(zāi)害性天氣出現(xiàn)頻次多、危害程度大，對福泉市的農(nóng)作物造成很大的影響，福泉市防災(zāi)減災(zāi)壓力極大。

近年來，福泉市委、市政府和相關(guān)部門高度重視人工影響天氣工作，充分認(rèn)識到開展人工增雨作業(yè)、人工防雹等人影工作的重要性，將氣象工作作為人工影響天氣工作的重要依托，不斷加大投入力度，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)“靠天吃飯”現(xiàn)象，變被動為主動，依托現(xiàn)代氣象科技，全面提升福泉市人工影響天氣科技水平和服務(wù)效益，將人工增雨、人工防雹等人工影響天氣作業(yè)作為防災(zāi)減災(zāi)的關(guān)鍵舉措[2]。

結(jié)合貴州省福泉市人工影響天氣工作經(jīng)驗(yàn)，首先介紹了人工影響天氣技術(shù)原理，并探析了人工影響天氣作業(yè)在福泉市防災(zāi)減災(zāi)中的應(yīng)用，指出了現(xiàn)階段福泉市人工影響天氣工作面臨的問題，最后提出了人工影響天氣工作發(fā)展策略，為今后更高效、高質(zhì)量地發(fā)揮福泉市人工影響天氣在防災(zāi)減災(zāi)的作用提供指導(dǎo)。

1 人工影響天氣技術(shù)原理

人工影響天氣是指在適當(dāng)條件下通過科技方法對局部大氣的物理、化學(xué)過程進(jìn)行人為干預(yù)，實(shí)現(xiàn)增雨雪、防雹等防災(zāi)減災(zāi)目的的活動[3]。由于在福泉開展的人工影響天氣作業(yè)主要包括人工增雨作業(yè)和人工防雹作業(yè)2種，因此，此處主要闡述這2類人工影響作業(yè)的技術(shù)原理。

1.1 人工增雨作業(yè)的技術(shù)原理

人工增雨作業(yè)主要是指在云和降水自然過程的某些階段，在有效范圍內(nèi)使用適當(dāng)?shù)拇呋瘎?，促進(jìn)云和降水向預(yù)定方向發(fā)展，達(dá)到增雨的目的[4]。通常情況下，提高冷云過程中降水效率的原理：在云體過冷（-10.0～-24.0 ℃）部分播撒制冷劑或人工冰核，在較短時間內(nèi)產(chǎn)生濃度為10～100個/L的冰晶，這不但可以借助蒸發(fā)過程將云中的過冷云水轉(zhuǎn)化成降水，還可以借助冷凝法，將冰面上的部分過飽和水蒸氣轉(zhuǎn)變成降水。冷凝潛熱的釋放使云中空氣變暖，局部上升運(yùn)動越來越強(qiáng)，推動云、降水的持續(xù)發(fā)生發(fā)展。

1.2 人工防雹作業(yè)的技術(shù)原理

人工防冰雹的技術(shù)原理是采取人工干預(yù)方式減少或切斷對小冰雹胚胎的供水?，F(xiàn)階段，大量人工播種的冰核被用來直接進(jìn)入冰雹胚形成區(qū)或冰雹生長區(qū)，促進(jìn)云中的過冷水滴直接凍結(jié)并且全部結(jié)晶，不會產(chǎn)生冰霧凇、霰、冰雹，原始的冰雹胚和冰雹也無法生

長[5]。借助炮彈的爆炸，云中產(chǎn)生動態(tài)干擾。下沉氣流使冰雹云提前解體或破壞冰雹生長區(qū)的動態(tài)平衡流場。未發(fā)育的冰雹事先落下或刺激幾個小細(xì)胞云的初期發(fā)育。局地上空區(qū)域的對流不穩(wěn)定能量提前得到釋放，不會積累，使得單個云體的強(qiáng)度有所減少。

2 人工影響天氣在福泉市防災(zāi)減災(zāi)的應(yīng)用

2.1 人工增雨抗旱

干旱是福泉市常見的氣象災(zāi)害。在干旱災(zāi)害發(fā)生過程中，作物產(chǎn)量低、產(chǎn)品質(zhì)量差，農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)損失也會有所增加。在此形勢下，福泉市氣象局可以將人工增雨抗旱措施作為重要的防災(zāi)減災(zāi)措施[6]。具體來說，人工增雨抗旱措施是氣象局在全面思量和探測天氣條件、深入分析云情的基礎(chǔ)上選擇的最合適的降雨催化劑。在火箭的幫助下，催化劑被送入云層，以增加云層中雨滴分子的直徑和數(shù)量，從而產(chǎn)生降雨天氣。借助這種人工增雨的方法，不僅可以轉(zhuǎn)化云中的降水分子，還可以增加降雨量，從而有效緩解干旱災(zāi)情，減少干旱災(zāi)害帶來的損失和危害。

例如：2022年7—8月，受持續(xù)晴熱少雨天氣的影響，黔南州福泉市、都勻等地區(qū)出現(xiàn)持續(xù)高溫干旱災(zāi)情。其中，福泉市土壤水分蒸發(fā)大，失墑明顯。根據(jù)氣象資料統(tǒng)計(jì)，7月1日—8月20日福泉市各鄉(xiāng)鎮(zhèn)平均氣溫26.0 ℃，與歷年同期相比偏高2.0 ℃；平均降水量160 mm，與歷年同期相比偏少32%。截至8月25日，全市有4個鄉(xiāng)鎮(zhèn)達(dá)到氣象干旱重旱標(biāo)準(zhǔn)，4個鄉(xiāng)鎮(zhèn)達(dá)到中旱標(biāo)準(zhǔn)，旱情形勢日趨嚴(yán)峻。因此，黔南州及其福泉市、都勻等各級氣象部門聯(lián)合地方農(nóng)業(yè)農(nóng)村局開展農(nóng)情調(diào)查，了解干旱災(zāi)害對農(nóng)作物造成的影響，迅速聯(lián)動協(xié)作開展人工增雨作業(yè)，于8月中下旬先后在福泉、都勻等9個縣11個作業(yè)站點(diǎn)開展人工增雨作業(yè)22次，有效覆蓋660 km2，累計(jì)增加雨量2 400萬m3，有效緩解了當(dāng)前旱情形勢。

2.2 人工防雹減災(zāi)

冰雹在福泉市春夏季發(fā)生的概率特別高，常常給當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來嚴(yán)重威脅。但是，應(yīng)用人工防雹減災(zāi)方法可以有效減少冰雹災(zāi)害造成的各種財(cái)產(chǎn)損失。因此，福泉市氣象局可以在當(dāng)?shù)胤罏?zāi)減災(zāi)工作中積極推廣人工防雹作業(yè)。使用高炮或火箭發(fā)射裝置，向有可能形成冰雹的云層發(fā)射碘化銀火箭彈，在云中爆炸，干擾云中氣流，抑制冰雹生長，促使它盡快轉(zhuǎn)化為降雨，造成的威脅也將相應(yīng)減少。

冰雹云從孕育到生長的過程非?？欤ǔＶ恍枰?0～40 min，這往往需要各個炮臺的值班人員迅速作出反應(yīng)。人影作業(yè)指揮人員利用天氣雷達(dá)和衛(wèi)星云圖監(jiān)測冰雹云的形成。依據(jù)炮站作業(yè)點(diǎn)的實(shí)際天氣情況，在冰雹形成路徑的前端指揮實(shí)施作業(yè)，旨在消除處于萌芽狀態(tài)的冰雹，防止冰雹云持續(xù)發(fā)展，預(yù)防和減少冰雹災(zāi)害。例如：2020年4月18日16：00～18：00，福泉市氣象局人工影響天氣作業(yè)指揮中心依托多普勒天氣雷達(dá)和小雷達(dá)密切監(jiān)視天氣演變，追蹤冰雹云的發(fā)展演變和移動方向，抓住有利時機(jī)，提前申請空域時間，先后組織部署在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園區(qū)的6個炮站開展人工防雹和增雨作業(yè)13炮次，發(fā)射人雨彈近300發(fā)，有效減少冰雹、大風(fēng)災(zāi)害帶來的損失。又如2021年5月9—11日，福泉市持續(xù)遭受強(qiáng)對流天氣影響，市氣象臺依托天氣雷達(dá)嚴(yán)密監(jiān)測天氣系統(tǒng)，精準(zhǔn)研判強(qiáng)對流云團(tuán)的移動方向和移動速度，抓住有利時機(jī)，組織牛場、龍昌、地松、藜山、雙谷及黃絲6個防雹站發(fā)射防冰雹炮彈340發(fā)，及時開展防冰雹作業(yè)，有效驅(qū)散冰雹云層，免遭冰雹襲擊，確保人民群眾財(cái)產(chǎn)安全。同時增加降水量，為水庫蓄水、改善土壤墑情、降低森林火險(xiǎn)起到積極作用。

3 人工影響天氣工作面臨的問題

近年來，福泉市開展的人工增雨、人工防雹等人工影響天氣工作為當(dāng)?shù)胤罏?zāi)減災(zāi)、推動經(jīng)濟(jì)社會和諧發(fā)展做出了諸多貢獻(xiàn)。然而，在人工影響天氣工作方面，仍許多問題有待改進(jìn)。主要問題涉及以下4點(diǎn)。

3.1 保障機(jī)制不健全

盡管人工影響天氣行動的資金已列入地方財(cái)政預(yù)算，但缺口依舊很大，實(shí)施緩慢。部分基層資金嚴(yán)重短缺，對人工影響天氣工作的高效、高質(zhì)量開展產(chǎn)生了負(fù)面影響，導(dǎo)致一些地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)滯后，作業(yè)站點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)化水平不高[7]。因此，福泉市仍需加大人工影響天氣作業(yè)投入，加強(qiáng)人工影響天氣作業(yè)站點(diǎn)的現(xiàn)代化建設(shè)。

3.2 人工影響天氣作業(yè)科技含量有待提升

在當(dāng)前人工影響天氣技術(shù)的應(yīng)用方面，福泉市相關(guān)技術(shù)支撐能力不夠強(qiáng)，操作的準(zhǔn)確性無法達(dá)到特別高的要求。人工影響天氣服務(wù)的現(xiàn)代化水平有待進(jìn)一步提升?；鶎尤斯び绊懱鞖庹军c(diǎn)研發(fā)能力較弱，新技術(shù)研發(fā)能力較差。

3.3 人工影響天氣作業(yè)安全管理有待加強(qiáng)

因?yàn)槿斯び绊懱鞖庾鳂I(yè)使用了炮彈等特殊物質(zhì)，因此需要特別關(guān)注人影作業(yè)的安全監(jiān)管。無論是在物資儲存、運(yùn)輸方面還是使用方面，都需要強(qiáng)化人工影響天氣作業(yè)的監(jiān)管，這給氣象部門帶來了巨大的工作壓力。目前，一些地區(qū)對人工影響天氣作業(yè)彈藥儲存、運(yùn)輸和設(shè)備維護(hù)的管理不夠標(biāo)準(zhǔn)，這些均需要不斷予以改進(jìn)。

3.4 人工影響天氣作業(yè)隊(duì)伍有待優(yōu)化

目前，人工影響天氣作業(yè)隊(duì)伍穩(wěn)定性較差，具有基礎(chǔ)水平人影技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)豐富的人員不足，對人工影響天氣工作的安全和質(zhì)量造成不良影響。人工影響天氣人員的業(yè)務(wù)能力依然需要增強(qiáng)，高炮、火箭炮等作業(yè)操作人員的業(yè)務(wù)培訓(xùn)力度有待加大。今后，要不斷優(yōu)化人工影響天氣作業(yè)保障體系，強(qiáng)化作業(yè)隊(duì)伍人員業(yè)務(wù)演練與安全培訓(xùn)。

4 人工影響天氣工作的開展策略

4.1 完善人工影響天氣工作保障機(jī)制

首先，福泉市各級政府部門要深刻認(rèn)識到人工防雹、人工增雨等人工影響天氣作業(yè)在氣象防災(zāi)減災(zāi)中的重要作用。要加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo)，構(gòu)建完善的人工影響天氣工作協(xié)調(diào)機(jī)制，明確人工影響天氣工作職責(zé)和相關(guān)責(zé)任，嚴(yán)格執(zhí)行各項(xiàng)措施，確保人工影響天氣作業(yè)高效、高質(zhì)量發(fā)展。

其次，要建立人工影響天氣常態(tài)化工作機(jī)制，逐漸優(yōu)化人工影響天氣過程，認(rèn)真總結(jié)人工影響天氣作業(yè)理論和經(jīng)驗(yàn)，將人工影響天氣作為預(yù)防氣象災(zāi)害的重要措施。

再次，要加大對人工影響天氣工作的政策支持力度，將人工影響天氣所需資金納入本級財(cái)政預(yù)算，結(jié)合地方經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和年度人工影響天氣工作計(jì)劃，穩(wěn)步增加資金投入，為人工影響天氣活動提供有針對性的資金支持，做好人工影響天氣作業(yè)硬件設(shè)備的更新和維修保障工作，對長期失修或功能失效的技術(shù)設(shè)備、機(jī)器、儀表，應(yīng)及時報(bào)告、更新和更換，防止發(fā)生安全事故。

最后，要積極加強(qiáng)人工影響天氣工程建設(shè)投資，加快福泉市人工增雨防雹減災(zāi)跨區(qū)防御體系等重點(diǎn)工程建設(shè)，因地制宜建設(shè)一批人工影響天氣項(xiàng)目。拓寬人工影響天氣作業(yè)資金渠道，鼓勵社會資金積極參與，推動建立農(nóng)業(yè)、水利等主要受益產(chǎn)業(yè)投資機(jī)制。要盡可能加強(qiáng)人工影響天氣作業(yè)資金管理，使人工影響天氣作業(yè)的資金用在“刀刃上”，進(jìn)一步提高人工影響天氣操作在氣象災(zāi)害防范中的應(yīng)用水平。

4.2 構(gòu)建現(xiàn)代人工影響天氣業(yè)務(wù)體系

要積極構(gòu)建完善的人工影響天氣業(yè)務(wù)體系，充分融入現(xiàn)代氣象系統(tǒng)，依托現(xiàn)有的綜合氣象觀測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、預(yù)報(bào)預(yù)報(bào)系統(tǒng)、公共服務(wù)系統(tǒng)，借鑒先進(jìn)的氣象業(yè)務(wù)發(fā)展模式和經(jīng)驗(yàn)，并且結(jié)合自身業(yè)務(wù)特點(diǎn)，加強(qiáng)人工影響天氣技術(shù)創(chuàng)新，建立健全人工影響天氣觀測業(yè)務(wù)、人工影響天氣預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)、作戰(zhàn)決策指揮業(yè)務(wù)。此外，對云水資源和空中作戰(zhàn)效能進(jìn)行評估，提升人工影響天氣服務(wù)的現(xiàn)代化水平[8]。

4.3 加強(qiáng)人工影響天氣科研和科普工作

加強(qiáng)人工影響天氣工作的開展，需要強(qiáng)化人工影響天氣的理論和實(shí)踐研究，針對當(dāng)前人工影響天氣存在的不足，通過多單位、多學(xué)科的聯(lián)合研究，突破當(dāng)現(xiàn)階段人工影響氣候研究的瓶頸。通過多方面的分工與合作，加強(qiáng)科技攻關(guān)，利用衛(wèi)星、雷達(dá)等現(xiàn)代探測方式，不斷優(yōu)化云降水和人工催化過程實(shí)時監(jiān)測和識別系統(tǒng)；積極開發(fā)利用現(xiàn)代天氣數(shù)值預(yù)報(bào)技術(shù)，逐漸增強(qiáng)云物理以及人工催化的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究，開發(fā)高效的暖云催化劑和制冰催化劑，逐步完善運(yùn)行催化體系，有效完善催化工具，更高效地為人影現(xiàn)代化建設(shè)服務(wù)。

此外，還需要回顧現(xiàn)有成果，充分借助電視、網(wǎng)站等方式，向大眾普及人工影響天氣知識，促進(jìn)人工影響天氣更好、更快地發(fā)展。

4.4 加強(qiáng)人工影響天氣工作安全管理

人工影響天氣工作涉及高射炮和火箭、空中射擊、人影彈等是爆炸性危險(xiǎn)材料，因此安全是開展人工影響天氣工作的重中之重。要牢固樹立安全人工影響天氣發(fā)展理念，加強(qiáng)安全管理體系建設(shè)、安全監(jiān)督檢查和安全管理。有關(guān)部門要將人工影響天氣作業(yè)單位信息錄入民爆信息系統(tǒng)，依法開展人影作業(yè)設(shè)備的采購和運(yùn)輸。民用爆炸物應(yīng)存放在專用倉庫。

嚴(yán)格開展信息登記制度，積極落實(shí)空域申報(bào)、運(yùn)行安全保障、現(xiàn)場檢查等工作制度，最大程度地消除人工影響天氣工作中存在的安全風(fēng)險(xiǎn)。同時，建立健全安全作業(yè)規(guī)章制度，以確保安全作業(yè)。對人工影響天氣作業(yè)點(diǎn)，要堅(jiān)持“安全、科學(xué)、高效”的原則，把安全放在首位，完善作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和程序，制定事故應(yīng)急救援預(yù)案，建立作業(yè)安全保障機(jī)制[9]。

繼續(xù)加強(qiáng)操作人員的崗位培訓(xùn)和操作設(shè)備的管理，嚴(yán)格遵守操作規(guī)程和操作期間的空域申報(bào)，堅(jiān)決杜絕未經(jīng)空域管理部門批準(zhǔn)擅自操作，不允許無視安全的盲目操作，要始終確保及時、安全、有效地開展人工影響天氣作業(yè)。

4.5 加強(qiáng)人工影響天氣隊(duì)伍建設(shè)

為加強(qiáng)人工影響天氣隊(duì)伍建設(shè)，氣象部門應(yīng)積極向當(dāng)?shù)卣暾埲斯び绊懱鞖馊藛T編制。根據(jù)國家和地方相關(guān)規(guī)定，積極與當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)部門的溝通，適當(dāng)增加當(dāng)?shù)厝斯び绊懱鞖獾木幹?。建立人工影響天氣作業(yè)專業(yè)隊(duì)伍，在提高作業(yè)人員待遇的同時，定期組織人工影響天氣作業(yè)人員進(jìn)行相關(guān)學(xué)習(xí)和培訓(xùn)，提升作業(yè)能力[10]。

5 結(jié)束語

為了更高效地發(fā)揮人工影響天氣在氣象防災(zāi)減災(zāi)中的作用，有必要根據(jù)福泉市的實(shí)際天氣情況和當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，不斷加強(qiáng)人工影響天氣工作的管理，增加資金、技術(shù)、人力等資源，為提高福泉市人工影響天氣工作的應(yīng)用效果給予可靠的保障。

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