劉沫彤

赤峰市氣象局，內(nèi)蒙古赤峰 024000

氣象災(zāi)害會(huì)對(duì)人類社會(huì)和經(jīng)濟(jì)造成巨大的影響，如暴雨洪水、干旱、臺(tái)風(fēng)和颶風(fēng)等，這些災(zāi)害不僅會(huì)導(dǎo)致人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，還會(huì)破壞農(nóng)業(yè)、能源和交通等基礎(chǔ)設(shè)施，嚴(yán)重威脅社會(huì)穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。為了減少災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)和保護(hù)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，人工影響天氣作業(yè)作為一種防災(zāi)減災(zāi)手段被廣泛應(yīng)用。人工影響天氣作業(yè)包括云霧減災(zāi)、防雹、降雨增雪和抗旱等措施。通過人工干預(yù)氣象過程，可以調(diào)節(jié)降水分布、減弱風(fēng)力和降低災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)。人工影響天氣作業(yè)的研究和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，通過合理的技術(shù)和方法，可以在一定程度上改變天氣形勢(shì)，減輕災(zāi)害的影響。因此，深入研究人工影響天氣作業(yè)的機(jī)制、效果評(píng)估和可持續(xù)發(fā)展策略，為進(jìn)一步提高防災(zāi)減災(zāi)能力提供科學(xué)依據(jù)和決策支持具有重要意義。

1 人工影響天氣作業(yè)在氣象防災(zāi)減災(zāi)中的作用

1.1 預(yù)防洪澇災(zāi)害

洪澇災(zāi)害是由極端降水引發(fā)的自然災(zāi)害，會(huì)給人類生命財(cái)產(chǎn)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)帶來嚴(yán)重?fù)p失。人工影響天氣作業(yè)通過調(diào)控降水過程，可以有效預(yù)防和減輕洪澇災(zāi)害的發(fā)生與影響。通過調(diào)整降水時(shí)空分布，避免降水過程集中和暴雨發(fā)生。通過云種植、云間種植、降雨增強(qiáng)、降雨減弱等技術(shù)，可以合理引導(dǎo)和調(diào)節(jié)降水過程，使降雨分布更加均勻，降低暴雨的發(fā)生頻率和降水強(qiáng)度，降低洪澇災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)。通過人工影響天氣作業(yè)，可以提前對(duì)降水過程進(jìn)行干預(yù)和調(diào)整，防止降雨量超過地表承載能力，通過改變?cè)企w內(nèi)的水含量和云粒子大小，調(diào)節(jié)降水的強(qiáng)度和時(shí)間，避免過量降水導(dǎo)致的洪水災(zāi)害[1]。此外，人工影響天氣作業(yè)還可以調(diào)控降水對(duì)地表徑流的影響，減緩洪水形成和發(fā)展的速度。通過減少降雨對(duì)地表的沖擊力和徑流量，可以延緩洪水的泛濫過程，為人們爭(zhēng)取更多的逃生和救援時(shí)間，減輕洪澇災(zāi)害的損失。

1.2 干預(yù)風(fēng)暴和臺(tái)風(fēng)

風(fēng)暴和臺(tái)風(fēng)是強(qiáng)風(fēng)和暴雨相結(jié)合的極端天氣現(xiàn)象，常伴隨洪澇、風(fēng)害、海嘯等災(zāi)害，對(duì)人類生命財(cái)產(chǎn)和社會(huì)穩(wěn)定造成巨大威脅，人工影響天氣作業(yè)通過減弱風(fēng)暴和臺(tái)風(fēng)的威力和降雨量，可以有效控制其危害。人工影響天氣作業(yè)可以通過云間種植、云體激活和降雨減弱等技術(shù)，可以減緩風(fēng)暴和臺(tái)風(fēng)的發(fā)展和增強(qiáng)過程，通過干預(yù)云體的動(dòng)力結(jié)構(gòu)和濕度分布，可以削弱風(fēng)暴和臺(tái)風(fēng)的風(fēng)力和降雨強(qiáng)度，降低其對(duì)人類和建筑物的破壞性。人工影響天氣作業(yè)還可以調(diào)整風(fēng)暴和臺(tái)風(fēng)的路徑，使其避開人口密集地區(qū)和重要基礎(chǔ)設(shè)施，通過引導(dǎo)和干預(yù)大氣環(huán)流，可以改變風(fēng)暴和臺(tái)風(fēng)的移動(dòng)方向和速度，減輕其對(duì)人類安全的威脅[2]。此外，人工影響天氣作業(yè)還可以通過增加對(duì)流層中水汽含量和云量的調(diào)控，減緩降雨的下降速度，減少降雨強(qiáng)度和降雨量，從而減輕洪澇等降水引發(fā)的災(zāi)害。需要強(qiáng)調(diào)的是，人工影響天氣作業(yè)在控制風(fēng)暴和臺(tái)風(fēng)中需要科學(xué)謹(jǐn)慎，避免不可預(yù)知的負(fù)面影響。準(zhǔn)確的氣象監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)，以及科學(xué)的決策和應(yīng)急響應(yīng)措施是保證干預(yù)效果的重要保障。

1.3 減輕冰雹危害

冰雹是一種固態(tài)降水，直徑＞5 mm的冰粒以高速墜落，對(duì)農(nóng)作物、建筑物和人類活動(dòng)造成嚴(yán)重破壞，人工影響天氣作業(yè)通過干預(yù)云體和降水過程，可以減少冰雹的形成和降落，減輕其對(duì)人類生命財(cái)產(chǎn)的危害。人工影響天氣作業(yè)主要通過改變?cè)茖觾?nèi)的溫度和濕度條件，降低冰雹粒子的形成和生長(zhǎng)速率，以減輕冰雹的形成。具體操作可能包括：(1)云體激活。通過特定的技術(shù)，如使用干冰或其他催化劑，增加云層的活躍度，促進(jìn)云中水汽的凝結(jié)。(2)冰核增加。向云體中釋放含有冰核的物質(zhì)，這些冰核可以作為水汽凝結(jié)的核，促進(jìn)雨滴的形成，從而抑制冰雹粒子的生長(zhǎng)。(3)凝結(jié)核數(shù)量增加。通過向云體中噴灑含有凝結(jié)核的物質(zhì)，增加云中的凝結(jié)核數(shù)量，促進(jìn)水汽向雨滴的轉(zhuǎn)化，通過調(diào)控降雨顆粒的大小和密度，可以使冰雹經(jīng)過融化過程，從而減輕其對(duì)農(nóng)作物和建筑物的破壞[3]。人工影響天氣作業(yè)還可以通過調(diào)整云體和降水的空間分布，使冰雹集中在較少人口密集地區(qū)，減少其對(duì)人類安全和財(cái)產(chǎn)的威脅，通過引導(dǎo)云體發(fā)展和控制降水位置，減輕冰雹在特定地區(qū)的影響。

1.4 增加干旱地區(qū)的降水

干旱是指某地區(qū)因長(zhǎng)期無雨或少雨，導(dǎo)致河流、湖泊水量減少，以及土壤、地下水含水層中水分虧缺的自然現(xiàn)象，會(huì)給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、水資源供應(yīng)和生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重影響。人工影響天氣作業(yè)可以通過云間種植、云體激活和增雨等技術(shù)，刺激云體發(fā)展增加降水量，為干旱地區(qū)提供所需的水源，減輕旱災(zāi)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活用水的影響。云間種植是通過向云中噴灑云凝結(jié)劑或云種子，改變?cè)频蔚奈锢砗突瘜W(xué)特性，促使云滴結(jié)晶成降水粒子，從而增加降水量，云間種植的關(guān)鍵是選擇合適的云、噴灑適量的云凝結(jié)劑和種植技術(shù)。研究表明，云間種植可以在一定程度上增加干旱地區(qū)的降水量。例如：中國(guó)西北地區(qū)是世界上干旱程度最高的地區(qū)。在該地區(qū)，通過云間種植技術(shù)，2019—2021年，共實(shí)施了多次云間種植作業(yè)。結(jié)果顯示，云間種植使得降水量較無處理情況下增加了15%以上，其中某些地區(qū)的增雨效果甚至超過30%。這些額外的降水量對(duì)農(nóng)業(yè)灌溉、水資源補(bǔ)給和生態(tài)恢復(fù)具有重要意義。此外，研究發(fā)現(xiàn)，云間種植能夠引導(dǎo)降水向目標(biāo)區(qū)域移動(dòng)，使得干旱地區(qū)得到更為均勻的降水分布，延長(zhǎng)降雨持續(xù)時(shí)間。通過調(diào)整降水顆粒的大小和密度，可以使降水更容易滲入土壤，減少水分流失和蒸發(fā)，保證可持續(xù)水源供應(yīng)，有利于土壤水分的補(bǔ)給和植物的生長(zhǎng)[4]。

1.5 提高防雷抗災(zāi)能力

雷電會(huì)對(duì)人類生活和農(nóng)作物產(chǎn)量造成嚴(yán)重影響，通過人工影響天氣技術(shù)，可以干預(yù)云系的電荷分布和水汽條件，可以有效降低雷電的發(fā)生頻率和強(qiáng)度，減輕其對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和農(nóng)業(yè)的危害。例如：通過云間種植技術(shù)改變?cè)茖又械碾姾煞植?，減少云間放電的可能性，從而降低雷電發(fā)生的概率。通過建立健全的防雷防雹監(jiān)測(cè)與預(yù)警系統(tǒng)，可以及時(shí)掌握雷電和冰雹的發(fā)生情況，并提前采取相應(yīng)的防護(hù)措施，減少人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。在實(shí)際應(yīng)用中，人工影響天氣作業(yè)需要綜合運(yùn)用多種技術(shù)，如云物理過程模擬、雷達(dá)監(jiān)測(cè)和氣象預(yù)報(bào)等，不斷提升防雷能力，確保其在氣象防災(zāi)減災(zāi)中的作用最大化。

2 人工影響天氣作業(yè)在氣象防災(zāi)減災(zāi)中的具體措施

2.1 提高氣象監(jiān)測(cè)能力

準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的氣象監(jiān)測(cè)是人工影響天氣作業(yè)的基礎(chǔ)，可以為決策者提供準(zhǔn)確的氣象信息，為干預(yù)措施的制定和實(shí)施提供科學(xué)依據(jù)。

第一，現(xiàn)代氣象觀測(cè)設(shè)備和傳感器的精度和靈敏度不斷提高，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)大氣溫度、濕度、壓力、風(fēng)向風(fēng)速等氣象要素的高精度監(jiān)測(cè)。同時(shí)，引入新型傳感器和遙感技術(shù)，如衛(wèi)星遙感、雷達(dá)探測(cè)等，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)更廣范圍和更細(xì)致尺度的氣象觀測(cè)，提高監(jiān)測(cè)的空間和時(shí)間分辨率。

第二，建立氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)共享平臺(tái)，促進(jìn)不同地區(qū)、部門和國(guó)家之間的數(shù)據(jù)共享和交流，可以獲得更全面、準(zhǔn)確的氣象信息，通過數(shù)據(jù)共享及時(shí)了解氣象變化，準(zhǔn)確預(yù)報(bào)天氣災(zāi)害，為人工影響天氣作業(yè)提供及時(shí)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

第三，結(jié)合先進(jìn)的氣象模型和算法，增強(qiáng)氣象預(yù)報(bào)系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和可靠性，提高天氣事件的預(yù)報(bào)時(shí)效，加強(qiáng)對(duì)極端天氣事件的監(jiān)測(cè)和預(yù)警，及時(shí)發(fā)布預(yù)警信息，提醒公眾和決策者采取相應(yīng)的防災(zāi)減災(zāi)措施。

第四，應(yīng)用人工智能、大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，構(gòu)建智能化的氣象監(jiān)測(cè)和預(yù)警系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)氣象數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、分析和處理，通過智能化系統(tǒng)，提高氣象數(shù)據(jù)的處理效率和準(zhǔn)確性，為人工影響天氣作業(yè)提供更可靠的數(shù)據(jù)支持。

第五，提高氣象人員的專業(yè)水平和技能，加強(qiáng)對(duì)氣象監(jiān)測(cè)技術(shù)的培訓(xùn)和學(xué)習(xí)，推動(dòng)氣象人員之間的交流和合作。建立國(guó)際合作機(jī)制，促進(jìn)不同國(guó)家之間的氣象技術(shù)交流和共同發(fā)展，共同應(yīng)對(duì)氣象災(zāi)害挑戰(zhàn)。

2.2 提高天氣預(yù)報(bào)精準(zhǔn)性

通過增加氣象觀測(cè)站點(diǎn)，尤其是在偏遠(yuǎn)和人口稀少的地區(qū)增加觀測(cè)設(shè)施，可以提高氣象數(shù)據(jù)的空間分辨率和拓寬覆蓋范圍，可以更好地捕捉天氣系統(tǒng)的演變和變化趨勢(shì)，提高預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性。氣象模型是天氣預(yù)報(bào)的核心工具，通過數(shù)值模擬大氣的物理過程預(yù)測(cè)未來天氣，調(diào)整模型的參數(shù)化方案、網(wǎng)格分辨率和邊界條件，優(yōu)化模型的物理過程和數(shù)值算法，可以提高模型的準(zhǔn)確性和預(yù)報(bào)能力。將多種數(shù)據(jù)源，如衛(wèi)星遙感、雷達(dá)觀測(cè)、地面觀測(cè)和氣象探空等數(shù)據(jù)融合起來，可以綜合利用各種數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)，增強(qiáng)預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性，應(yīng)用數(shù)據(jù)同化技術(shù)優(yōu)化融合觀測(cè)數(shù)據(jù)與模型，提高模型的初始條件，進(jìn)一步優(yōu)化預(yù)報(bào)結(jié)果。通過深入分析和統(tǒng)計(jì)歷史數(shù)據(jù)，了解不同天氣系統(tǒng)的特征和規(guī)律，進(jìn)一步完善模型和算法，進(jìn)行預(yù)報(bào)驗(yàn)證，與實(shí)際觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，評(píng)估預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性和偏差，及時(shí)修正和改進(jìn)預(yù)報(bào)方法。天氣系統(tǒng)跨越國(guó)界，國(guó)際合作和信息共享對(duì)增強(qiáng)天氣預(yù)報(bào)精準(zhǔn)性至關(guān)重要，通過共享數(shù)據(jù)、經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，各國(guó)可以相互學(xué)習(xí)和借鑒，保證天氣預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性和可靠性，共同應(yīng)對(duì)氣象災(zāi)害的挑戰(zhàn)[5-6]。

2.3 提高氣候模擬和預(yù)測(cè)能力

氣候模擬和預(yù)測(cè)是通過數(shù)值模型和統(tǒng)計(jì)方法對(duì)氣候系統(tǒng)進(jìn)行建模和預(yù)測(cè)，為氣象災(zāi)害的預(yù)警和應(yīng)對(duì)提供科學(xué)依據(jù)。氣候模型是對(duì)氣候系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述，準(zhǔn)確地模擬和預(yù)測(cè)需要考慮大氣、海洋、陸地和冰雪等要素的相互作用，通過優(yōu)化模型的物理參數(shù)化方案和過程描述，加強(qiáng)對(duì)氣候系統(tǒng)的準(zhǔn)確模擬，從而提高氣候預(yù)測(cè)的可靠性。氣候模擬和預(yù)測(cè)需要大量的觀測(cè)數(shù)據(jù)作為輸入和驗(yàn)證，因此提高觀測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量和時(shí)空分辨率，以及模型的計(jì)算能力和數(shù)據(jù)處理能力對(duì)提高氣候預(yù)測(cè)的能力至關(guān)重要。加強(qiáng)觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，包括氣象站、衛(wèi)星遙感等技術(shù)，提高數(shù)據(jù)的精度和時(shí)效性，為氣候模擬和預(yù)測(cè)提供更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。借助高性能計(jì)算技術(shù)和并行計(jì)算方法，加快模型的運(yùn)算速度，同時(shí)優(yōu)化數(shù)據(jù)處理算法，提高數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和分析效率。通過與實(shí)際觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，評(píng)估模型的準(zhǔn)確性和誤差范圍，不斷改進(jìn)模型和算法，提高氣候預(yù)測(cè)的可靠性和準(zhǔn)確度。氣候系統(tǒng)具有全球性的特征，各國(guó)可以共享氣候數(shù)據(jù)、模型和技術(shù)，開展合作研究和交流，共同提高氣候模擬和預(yù)測(cè)的水平，為全球范圍內(nèi)的氣象防災(zāi)減災(zāi)工作提供支持[7-8]。

2.4 建立健全災(zāi)害監(jiān)測(cè)與預(yù)警系統(tǒng)

建立健全的災(zāi)害監(jiān)測(cè)與預(yù)警系統(tǒng)的目標(biāo)是及時(shí)、準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)和預(yù)警各類氣象災(zāi)害，以便采取相應(yīng)的防護(hù)和應(yīng)急措施。這包括氣象觀測(cè)站、衛(wèi)星遙感、氣象雷達(dá)、地下水位監(jiān)測(cè)站等監(jiān)測(cè)設(shè)施的布設(shè)，通過這些監(jiān)測(cè)設(shè)施，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)降水、溫度、風(fēng)速等氣象要素的變化，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的氣象災(zāi)害。在監(jiān)測(cè)到潛在的氣象災(zāi)害后，需要通過災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)及時(shí)向相關(guān)部門和公眾發(fā)布災(zāi)害類型、可能影響的地區(qū)、預(yù)計(jì)發(fā)生的時(shí)間等預(yù)警信息，以便采取相應(yīng)的防護(hù)和救援措施。建立災(zāi)害信息數(shù)據(jù)庫(kù)，收集和整理歷史災(zāi)害數(shù)據(jù)、觀測(cè)數(shù)據(jù)、模型預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)等，形成完整的災(zāi)害信息體系，利用先進(jìn)的信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)信息的快速傳遞和共享，增強(qiáng)災(zāi)害信息的時(shí)效性和準(zhǔn)確性。通過不斷改進(jìn)預(yù)警模型和算法，增強(qiáng)預(yù)警的準(zhǔn)確性。同時(shí)，結(jié)合大數(shù)據(jù)分析和人工智能等技術(shù)，對(duì)大規(guī)模的觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行快速處理和分析，提供更精確的預(yù)警結(jié)果。建立完善的應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制，包括預(yù)案制定、人員培訓(xùn)和資源調(diào)配等，以便在災(zāi)害發(fā)生時(shí)能夠迅速采取相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施。同時(shí)，加強(qiáng)災(zāi)后恢復(fù)工作的組織和協(xié)調(diào)，包括災(zāi)后評(píng)估、重建規(guī)劃和災(zāi)民救助等，促進(jìn)受災(zāi)地區(qū)盡快恢復(fù)正常生產(chǎn)和生活秩序[9-10]。

2.5 提高應(yīng)急響應(yīng)和災(zāi)后恢復(fù)能力

在災(zāi)害發(fā)生后，及時(shí)、有效的應(yīng)急響應(yīng)和災(zāi)后恢復(fù)工作可以最大限度地減輕災(zāi)害造成的損失和影響。制定詳細(xì)的應(yīng)急預(yù)案，明確各級(jí)部門和責(zé)任人的職責(zé)和任務(wù)。加強(qiáng)應(yīng)急隊(duì)伍的建設(shè)和培訓(xùn)，著力提升綜合應(yīng)急管理水平。在災(zāi)害發(fā)生前要做好相應(yīng)的規(guī)劃和準(zhǔn)備工作，包括建立災(zāi)后恢復(fù)規(guī)劃、資源調(diào)配和資金安排等，在災(zāi)后恢復(fù)工作中，要注重生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)和生產(chǎn)設(shè)施的修復(fù)，以促進(jìn)受災(zāi)地區(qū)的快速恢復(fù)和發(fā)展。借助先進(jìn)的技術(shù)，如遙感、人工智能等，提高災(zāi)后評(píng)估和監(jiān)測(cè)能力，為災(zāi)后恢復(fù)工作提供科學(xué)依據(jù)。加強(qiáng)災(zāi)害知識(shí)的普及，通過宣傳教育增強(qiáng)公眾的氣象災(zāi)害防范意識(shí)和自我保護(hù)意識(shí)，推動(dòng)公眾參與氣象防災(zāi)減災(zāi)工作，減少災(zāi)害對(duì)人民生命財(cái)產(chǎn)的危害[11]。

3 結(jié)束語(yǔ)

作為一項(xiàng)重要的氣象防災(zāi)減災(zāi)措施，人工影響天氣作業(yè)在預(yù)防洪澇災(zāi)害、緩解旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)、控制風(fēng)暴和臺(tái)風(fēng)、減輕冰雹危害、增加干旱地區(qū)降水以及提高防雷防雹能力等方面發(fā)揮著重要作用。通過提高氣象監(jiān)測(cè)能力、增強(qiáng)天氣預(yù)報(bào)精準(zhǔn)性、提高氣候模擬和預(yù)測(cè)能力、建立健全災(zāi)害監(jiān)測(cè)與預(yù)警系統(tǒng)等措施，可以進(jìn)一步增強(qiáng)人工影響天氣作業(yè)的效果，有效減輕氣象災(zāi)害的影響，保障群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。