王鴻禎 馬一寧 馬睿妍

摘要 人工影響天氣是一種以科技力量干預(yù)天氣狀態(tài)的手段，主要是借助火箭發(fā)射系統(tǒng)、高炮等向天空云層發(fā)射碘化銀炮彈，從而達到防災(zāi)減災(zāi)的作用。結(jié)合吉林省白山市人工影響天氣工作經(jīng)驗，闡述了人工影響天氣技術(shù)原理，探析了人工影響天氣作業(yè)在白山市防災(zāi)減災(zāi)中的應(yīng)用，指出了白山市人工影響天氣工作目前存在的不足之處，提出了幾點完善人工影響天氣工作的措施，為進一步提升白山市人工影響天氣在防災(zāi)減災(zāi)中的應(yīng)用效果提供指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞 白山市；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 文獻標識碼：B 文章編號：2095–3305（2023）12–0-03

Artificial Weather Modification and Its Application in Disaster Prevention and Reduction in Baishan City

Wang Hong-zhen et al（Jiangyuan District Meteorological Bureau， Baishan City， Jilin Province， Baishan， Jilin 134700）

Abstract Weather modification was a means of interfering in the weather state with the power of science and technology. It mainly fires the silver iodide shells into the sky clouds with the rocket launch system and anti-aircraft guns， so as to achieve the role of disaster prevention and mitigation. Combined with Jilin Baishan weather work experience， this paper expounded the principle of weather modification technology， analyzed the weather modification in Baishan application of disaster prevention and mitigation， pointed out the Baishan weather modification work existing shortcomings， put forward some measures to perfect the weather modification， in order to further enhance the Baishan weather application effect in disaster prevention and mitigation to provide guidance.

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

人工影響天氣作業(yè)是指在適當?shù)臅r候借助人工催化等技術(shù)措施改變或影響某些區(qū)域大氣的物理過程，可以達到防災(zāi)減災(zāi)的目的[1]。白山市隸屬于吉林省，地處吉林長白山腹地，地處126°7' ～128°18' E，41°21' ～42°48' N之間。境內(nèi)氣候?qū)俦睖貛Т箨懶约撅L氣候，氣候復(fù)雜，干旱、冰雹等氣象災(zāi)害頻發(fā)，經(jīng)常發(fā)生災(zāi)情，還會引發(fā)森林火險，因此當?shù)胤罏?zāi)減災(zāi)形勢嚴峻。近年來，白山市委、市政府及相關(guān)部門高度重視人工影響天氣工作，為了最大限度地利用云水資源，科學(xué)防災(zāi)減災(zāi)，白山市氣象局組織了科研小組，將人工影響天氣作為一個重要課題進行研究，并持續(xù)加大對人工影響天氣作業(yè)的投入。

目前，白山市共建立了16個固定地面作業(yè)站，14個移動作業(yè)站，25個增雨火箭架，7個地面煙爐，10個固定防爆彈藥儲存箱。通過每年定期組織白山市人工影響天氣工作人員開展人工雨（雪）作業(yè)和安全培訓(xùn)，白山市人工影響天氣地面作業(yè)能力得到了明顯提高，白山市年雨（雪）生產(chǎn)能力可達1億～3億m3，實現(xiàn)了人工影天氣作業(yè)能力以及科學(xué)作業(yè)水平的跨越式發(fā)展。

1 人工影響天氣技術(shù)原理

人工影響天氣是指在適當?shù)臈l件下，借助技術(shù)方法，人為干預(yù)當?shù)卮髿鉅顩r，以實現(xiàn)增加降雨、降雪和防范冰雹等防災(zāi)減災(zāi)目標[2]。白山市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)。

1.1 人工增雨作業(yè)的技術(shù)原理

人工增雨作業(yè)是在降雨的條件下，使降雨提前并增加降雨量。人工增雨的條件包括空氣中的云厚度達到2 km、缺乏冰晶但水蒸氣豐富，且云層周圍有持續(xù)的水蒸氣供應(yīng)。此時，只需在云中播種催化劑，將水蒸氣凝結(jié)成雨滴，就可以實現(xiàn)降雨。

常見的人工增雨催化劑有3種：一是用于冷云中的成核劑；二是用于溫度＞0 ℃以上的暖云中的制冷劑，主要是利用干冰從云中的水形成大量冰晶，從而冷凝水蒸氣[3]；三是吸濕劑，它可以吸附云中的水，使其變成更大的水滴，并加速其下落過程。

1.2 人工防雹作業(yè)的技術(shù)原理

人工防雹的技術(shù)原理是通過人工干預(yù)減少或切斷對小冰雹胚胎的供水[4]。目前，大量人工播種的冰核被用于直接進入冰雹胚的形成或生長區(qū)，促進過冷水滴在云中直接凍結(jié)和完全結(jié)晶，且不會產(chǎn)生霧凇、霰或冰雹[5]。隨著炮彈的爆炸，在云層中產(chǎn)生了動態(tài)干擾，下沉氣流導(dǎo)致冰雹云提前解體，單個云的強度降低。

2 人工影響天氣在白山市防災(zāi)減災(zāi)的應(yīng)用

2.1 人工增雨抗旱

干旱是白山市常見的氣象災(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)濟損失也會有所增加。在此形勢下，白山市氣象局應(yīng)將人工增雨抗旱措施作為重要的防災(zāi)減災(zāi)方法[6]。

實踐操作方面，人工增雨抗旱的過程主要為：在全面思量、探測天氣條件、深入分析云情的基礎(chǔ)上，氣象部門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，可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。人工增雨的應(yīng)用不僅可以轉(zhuǎn)化云中的降水分子，而且還可以使降雨量增加，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[7]。

例如，2014年7月27日至8月12日，白山市渾江區(qū)、江源區(qū)無降水，其他縣市＜2 mm降水。其中長白縣8月上旬降水僅1.2 mm，較歷年同期少97%。白山市氣象局高度重視，精心部署，采取多項措施做好天氣監(jiān)測與人工增雨等工作。

結(jié)合天氣形勢，8月11日，市氣象局啟動內(nèi)部重大氣象災(zāi)害（干旱）Ⅳ級應(yīng)急響應(yīng)。8月11日至12日召開汛期抗旱會、全區(qū)人工增雨部署會，組織全區(qū)氣象部門開展土壤墑情加密觀測，密切監(jiān)測天氣變化，做好加密自動站維護。同時，加強同省氣象局、市水利、農(nóng)業(yè)等部門的天氣會商，及時向市政府領(lǐng)導(dǎo)匯報天氣趨勢。市氣象局制定周密全區(qū)人工增雨作業(yè)方案，并及時調(diào)撥帳篷及睡袋、氣墊分配至各縣局，全區(qū)人工增雨作業(yè)人員提早在增雨作業(yè)區(qū)安營扎寨，做好多梯次人工增雨作業(yè)準備。氣象預(yù)報人員緊密監(jiān)測天氣，密切盯緊雷達回波，為前方增雨作業(yè)提供最佳作業(yè)時機。8月13日17：54至14日23：00，在白山市氣象局組織下，長白縣、靖宇縣、撫松縣、臨江市氣象局及時抓住有利時機，開展了多輪人工增雨作業(yè)，共發(fā)射火箭彈54枚，作業(yè)面積1 000 km2。增雨作業(yè)后，作業(yè)區(qū)普降中雨，有效緩和了當?shù)睾登?，同時增加了水庫蓄水，對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了積極影響。

又如2019年4月份以來，白山市降雨偏少、風力較大，森林防火壓力較大。4月29日至30日，吉林省白山市氣象局開展空地聯(lián)合人工增雨作業(yè)，省氣象局派出增雨飛機3架次進行增援，渾江、江源、靖宇、撫松4個縣（市、區(qū)）配合開展地面火箭增雨作業(yè)。作業(yè)影響區(qū)出現(xiàn)小雨到中雨，全市林下可燃物含水率平均達29%。此次降雨有利于緩解森林防火壓力，改善農(nóng)田墑情。

2.2 人工防雹減災(zāi)

冰雹在白山市春夏季發(fā)生率極高，常給當?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來嚴重威脅，應(yīng)用人工防雹減災(zāi)方法可以有效減少冰雹災(zāi)害造成的各種財產(chǎn)損失。因此，白山市氣象局可以在當?shù)胤罏?zāi)減災(zāi)工作中積極推廣人工防雹作業(yè)，具體內(nèi)容為使用高炮或火箭發(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，抑制冰雹的生長，促使其盡快轉(zhuǎn)化為降雨，造成的威脅也將相應(yīng)減少。

例如，受低空切變影響，2022年7月23日早晨，吉林省西白山、松原、白城、延邊、長春等地出現(xiàn)強降水、冰雹強對流天氣。7月23日07：00—25日07：00，吉林省局部區(qū)域?qū)嵤┓辣⒆鳂I(yè)，共19門高炮發(fā)射炮彈643發(fā)，旨在防雹減雹。

3 人工影響天氣工作中存在的不足之處

近年來，白山市開展的人工增雨、人工防雹等人工影響天氣工作為當?shù)胤罏?zāi)減災(zāi)、推動經(jīng)濟社會和諧發(fā)展作出了諸多貢獻。然而，在人工影響天氣工作方面，仍有不足之處需要改進。主要涉及下述幾點。

3.1 保障機制不健全

盡管人工影響天氣行動的資金已列入地方財政預(yù)算，但缺口依舊很大，實施緩慢。部分基層資金嚴重短缺，對人工影響天氣工作的高效高質(zhì)量開展產(chǎn)生了負面影響，導(dǎo)致部分地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)滯后，作業(yè)站點標準化水平不高[8]。因此，白山市仍需加大人工影響天氣作業(yè)投入，加強人工影響天氣作業(yè)站點的現(xiàn)代化建設(shè)。

3.2 人工影響天氣作業(yè)安全管理不力

由于在人工影響天氣作業(yè)中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、運輸方面還是使用方面，都需要強化人工影響天氣作業(yè)的監(jiān)管，這給氣象部門帶來了一定的工作壓力。目前，一些地區(qū)對人工影響天氣作業(yè)彈藥儲存、運輸和設(shè)備維護的管理不夠標準，均需要不斷進行改進。

3.3 人工影響天氣作業(yè)科技水平有待提升

在當前人工影響天氣技術(shù)的應(yīng)用方面，白山市相關(guān)技術(shù)支撐能力不夠強，操作的準確性無法達到高要求，因此人工影響天氣服務(wù)的現(xiàn)代化水平有待進一步提升。此外，基層人工影響天氣站點研發(fā)能力較弱，新技術(shù)研發(fā)能力較差。

3.4 人工影響天氣作業(yè)隊伍有待優(yōu)化

目前，人工影響天氣作業(yè)隊伍穩(wěn)定性較差，具有基礎(chǔ)水平人影技術(shù)的經(jīng)驗豐富的人員不足，容易對人工影響天氣工作的安全性和質(zhì)量造成不良影響。因此，人工影響天氣人員的業(yè)務(wù)能力依然需要增強，高炮、火箭炮等作業(yè)操作人員的業(yè)務(wù)培訓(xùn)力度也有待加大[9]。今后，相關(guān)部門要不斷優(yōu)化人工影響天氣隊伍保障體系，強化作業(yè)隊伍人員業(yè)務(wù)演練與安全培訓(xùn)。

4 人工影響天氣工作發(fā)展策略

4.1 加大人工影響工作經(jīng)費保障力度

人工影響工作是抗旱減災(zāi)的重要手段。近年來，白山市投入的作業(yè)經(jīng)費已經(jīng)不能滿足人工影響天氣事業(yè)的發(fā)展需求，特別是在本地建成標準化作業(yè)站后，需要的維持經(jīng)費也大幅增加。因此，為了更好地進行抗擊干旱災(zāi)害，地方政府及相關(guān)經(jīng)費保障部門應(yīng)逐年提高人工影響天氣作業(yè)經(jīng)費，提升白山市人工增雨作業(yè)水平[10]。同時，要將人工影響天氣建設(shè)、作業(yè)和維持等經(jīng)費列入財政預(yù)算，加快作業(yè)裝備自動化、信息化、智能化升級改造，限期更換或淘汰已達報廢期的人工影響天氣作業(yè)裝備，保證白山市人工影響天氣作業(yè)裝備安全穩(wěn)定運行，最大程度地發(fā)揮人工影響天氣工作在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用效益。

4.2 加強人工影響天氣工作安全管理

由于人工影響天氣工作涉及高射炮和火箭、空中射擊、人影彈等爆炸性危險材料，安全是開展人工影響天氣工作的重中之重。因此，相關(guān)部門要牢固樹立安全人工影響天氣發(fā)展理念，加強安全管理體系建設(shè)、安全監(jiān)督檢查和安全管理[11]。

第一，相關(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)備的采購和運輸。民用爆炸物應(yīng)存放在專用倉庫中，嚴格開展信息登記制度，積極落實空域申報、運行安全保障、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險。

第二，相關(guān)部門要建立健全安全作業(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，要堅持“安全、科學(xué)、高效”的原則，把安全放在首位，完善作業(yè)標準和程序，制定事故應(yīng)急救援預(yù)案，建立作業(yè)安全保障機制[12-13]。

第三，相關(guān)部門要加強操作人員的崗位培訓(xùn)和操作設(shè)備的管理，嚴格遵守操作規(guī)程和操作期間的空域申報，堅決杜絕未經(jīng)空域管理部門批準擅自操作，禁止無視安全的盲目操作，要始終確保及時、安全和有效地開展人工影響天氣作業(yè)[14]。

4.3 加強干旱冰雹動態(tài)監(jiān)測，及時開展人工降水防雹作業(yè)

加強對白山市干旱、冰雹等災(zāi)害性天氣的動態(tài)監(jiān)測，緊緊圍繞白山市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生態(tài)保護、森林火災(zāi)風險防范和重大活動保障服務(wù)需求，在農(nóng)作物關(guān)鍵需水期以及森林火險高發(fā)階段，全力開展人工防雨防雹作業(yè)，助力糧食生產(chǎn)，降低森林火險發(fā)生率，保障食品安全、森林資源安全[15]。

4.4 加強人工影響天氣科研工作的開展

為了加強人工影響天氣工作的開展，相關(guān)部門應(yīng)加強對人工影響天氣的理論和實踐研究。針對當前人工影響天氣研究的不足，需要多單位、多學(xué)科的聯(lián)合研究，通過多方分工協(xié)作，攻克當前人工影響氣候研究中的難題。

此外，要利用衛(wèi)星、雷達等現(xiàn)代探測手段，不斷優(yōu)化云降水和人工催化過程的實時監(jiān)測和識別系統(tǒng)。同時，積極開發(fā)利用現(xiàn)代天氣數(shù)值預(yù)報技術(shù)，逐步加強云物理和人工催化的室內(nèi)實驗研究，開發(fā)高效的暖云催化劑和制冰催化劑，逐步完善運行催化體系，有效改進催化工具，從而更有效地實現(xiàn)防災(zāi)減災(zāi)[16-17]。

4.5 加強培訓(xùn)力度，提高人影作業(yè)技能

相關(guān)部門要加強對人工影響天氣操作人員的培訓(xùn)，提高操作技能。對于人工增雨培訓(xùn)工作，要重點加強安全規(guī)程、人影規(guī)程、操作規(guī)程、基本維護理論、操作技術(shù)培訓(xùn)，提高操作人員科學(xué)操作水平。

此外，相關(guān)部門要加強崗位安全知識培訓(xùn)，提高操作人員的安全意識[18]。同時，應(yīng)根據(jù)具體的操作案例對人影操作進行全流程審查，分析操作過程中的關(guān)鍵節(jié)點和注意事項，制定故障處理措施，增強應(yīng)急響應(yīng)能力，確保操作安全，最大限度地提高人工影響天氣作業(yè)效益[19-20]。

5 結(jié)束語

人工影響天氣是防范干旱、冰雹等氣象災(zāi)害的重要技術(shù)手段，在保障作物安全生產(chǎn)、防范森林火災(zāi)等方面的作用十分顯著。白山市在人工影響天氣防災(zāi)減災(zāi)方面取得了一定的成效，但是也存在一些不足之處。白山市相關(guān)部門應(yīng)加大人工影響天氣經(jīng)費支持、作業(yè)安全管理，加強干旱、冰雹災(zāi)害性天氣動態(tài)化監(jiān)測，并從技術(shù)、人力等方面著手完善工作對策，不斷提高人工影響天氣精細化作業(yè)水平，強化人工影響天氣在防災(zāi)減災(zāi)、助力生態(tài)文明建設(shè)中的作用[22-23]。

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