摘 要：隨著全球變暖、干旱及水資源短缺日益嚴(yán)重，人工影響天氣成為氣象防災(zāi)減災(zāi)的重要手段。人工增雨旨在提高降水效率和增加降水量，是人工影響天氣中應(yīng)用最廣泛的方式之一。闡述了棗莊地區(qū)人工增雨現(xiàn)狀，重點(diǎn)探究了人工增雨對(duì)棗莊地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、森林防火、空氣環(huán)境的影響，并對(duì)棗莊地區(qū)人工增雨高質(zhì)量發(fā)展進(jìn)行了初探，以促進(jìn)人工影響天氣技術(shù)的高質(zhì)量發(fā)展。

關(guān)鍵詞：人工增雨；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)；森林防火；空氣環(huán)境；高質(zhì)量發(fā)展

中圖分類號(hào)：P481 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2024）05–0-03

人工增雨是采用人為的辦法對(duì)空中可能下雨或正在下雨的云層施加影響，開(kāi)發(fā)云中潛在的降水資源，增加降水量[1]。其根據(jù)不同云層的物理特性，選擇合適時(shí)機(jī)，利用飛機(jī)、火箭或高炮向云中播撒干冰、碘化銀、鹽粉等催化劑，使云層降水或增加降水量。

棗莊市位于山東省南端，屬于中緯度暖溫帶季風(fēng)型大陸性氣候，兼具南方溫濕氣候和北方干冷氣候的特點(diǎn)。受自然地理環(huán)境、季風(fēng)和人類活動(dòng)的影響，棗莊地區(qū)氣象災(zāi)害及其衍生災(zāi)害種類較多，干旱、森林火災(zāi)及沙塵等災(zāi)害性天氣頻發(fā)。做好人工增雨工作，對(duì)棗莊地區(qū)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展及生態(tài)文明建設(shè)具有重要的指導(dǎo)意義。

棗莊地區(qū)一般以人工火箭為主，高山煙爐為輔的方式進(jìn)行增雨作業(yè)，從而達(dá)到緩解旱情，凈化空氣等目的。當(dāng)前，棗莊市共有人工影響天氣作業(yè)點(diǎn)12個(gè)、煙爐6座、人工增雨作業(yè)車輛6部，火箭發(fā)射架6部，其中9 394廠BL-1型火箭發(fā)射架3部，陜西中天WR- 98火箭發(fā)射架3部，均為拖掛式。作業(yè)設(shè)備具體分布情況為滕州市、嶧城區(qū)、臺(tái)兒莊區(qū)各有9394廠BL-1型增雨火箭發(fā)射架1部，市中區(qū)有WR-98增雨火箭發(fā)射架2部，薛城區(qū)有WR-98增雨火箭發(fā)射架1部，山亭區(qū)有增雨燃燒煙爐6座[1]。

結(jié)合工作實(shí)際，從農(nóng)業(yè)、森林、空氣3個(gè)方面探究人工增雨對(duì)棗莊地區(qū)的影響，并對(duì)棗莊地區(qū)人工增雨高質(zhì)量發(fā)展進(jìn)行了初探，以期最大限度地增加降水量，助力氣象高質(zhì)量發(fā)展。

1 人工增雨對(duì)農(nóng)業(yè)的影響

1.1 棗莊地區(qū)近5年旱情的概況

棗莊市是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大市，主要種植小麥和玉米等糧食作物，蔬菜、果樹(shù)種植面積也較大[2]。在地理位置和氣候條件的影響下，尤其是在全球變暖的背景下，棗莊旱災(zāi)頻發(fā)。從氣象角度來(lái)看，干旱是指某時(shí)段內(nèi)降水偏 少、天氣干燥、蒸發(fā)量增大的一種異常現(xiàn)象[3]。具有出現(xiàn)頻率高、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、波及范圍廣的特點(diǎn)。棗莊地區(qū)的干旱具有明顯的季節(jié)性特點(diǎn)，一般為春旱、夏旱和秋旱[4]。春旱通常出現(xiàn)在3—4月，此時(shí)正是春耕春播的時(shí)機(jī)，棗莊地區(qū)一般在春季種植玉米、馬鈴薯等，一旦出現(xiàn)干旱將會(huì)降低春玉米、馬鈴薯的出苗率，并影響越冬小麥的返青拔節(jié)和后期的生長(zhǎng)發(fā)育，還會(huì)阻礙果樹(shù)生長(zhǎng)，如嶧城石榴、山亭櫻桃的發(fā)芽；夏旱通常出現(xiàn)在6—7月，此時(shí)間段常出現(xiàn)高溫天氣且日照時(shí)間長(zhǎng)，如不及時(shí)降雨，將影響夏玉米等夏秋作物的出苗和生長(zhǎng)；秋旱通常出現(xiàn)在9—10月，是棗莊地區(qū)夏玉米等作物成熟的關(guān)鍵期，如出現(xiàn)干旱，不僅會(huì)導(dǎo)致夏玉米減產(chǎn)，還會(huì)影響冬小麥的播種日期。

隨著干旱頻率的增加，農(nóng)作物的受災(zāi)面積也隨之增大，嚴(yán)重影響農(nóng)作物產(chǎn)量及農(nóng)民的收入。2019年棗莊市出現(xiàn)2次旱情，6—7月中旬棗莊市平均降水量?jī)H為50 mm，較常年偏少79.8%，據(jù)農(nóng)業(yè)部門(mén)統(tǒng)計(jì)，截至2019年6月25日，棗莊市受旱面積達(dá)到12.85萬(wàn)hm2；8月13日—11月9日，棗莊市平均降水量為40.5 mm，較常年（215.9 mm）偏少81%，特別是10月13日以后，棗莊市幾乎無(wú)降水，對(duì)冬小麥播種出苗造成了一定的影響。2020年9月21日—11月10日，棗莊市平均降水量為14.7 mm，較常年（61.1 mm）偏少75.9%，全市范圍出現(xiàn)不同程度的旱情。據(jù)市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局調(diào)查，截至11月10日，全市小麥?zhǔn)芎禐?zāi)面積約7.0萬(wàn)hm2，占已播小麥面積的50.2%，其中重旱面積約1.1萬(wàn)hm2，占比為占7.61%。本次干旱過(guò)程嚴(yán)重影響了小麥生長(zhǎng)分蘗。2021年全市平均降水量較常年偏多，未出現(xiàn)旱情。2022年5月下旬至6月中旬棗莊市出現(xiàn)明顯旱情，據(jù)棗莊市氣象局衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)圖（2022年6月7日），棗莊市大部分地區(qū)出現(xiàn)輕旱，其中山亭東北部、市中東部出現(xiàn)重旱。全市共約9.9萬(wàn)hm2農(nóng)田受旱，占總面積的56.7%，其中重旱約1.8萬(wàn)hm2，占受旱面積17.8%。2023年春季降水偏少，特別是在3月份全市平均降水量?jī)H3.2 mm，較常年偏少85.5%，屬于典型的春旱（圖1）。

1.2 人工增雨有效緩解農(nóng)田旱情，助力農(nóng)作物生長(zhǎng)

針對(duì)不同程度的旱情，棗莊市氣象部門(mén)密切關(guān)注天氣變化，抓住有利時(shí)機(jī)，積極組織人工增雨作業(yè)。2019年夏旱導(dǎo)致玉米等作物生長(zhǎng)緩慢，葉片發(fā)黃打蔫。氣象部門(mén)分別于6月28日、7月23—24日開(kāi)展全市增雨作業(yè)，發(fā)射人影火箭彈36枚。此次增雨作業(yè)增加了土壤墑情，提高了土壤質(zhì)量，保障了玉米等作物抽穗開(kāi)花，穩(wěn)定了糧食產(chǎn)量。2020年秋旱造成小麥出苗緩慢、受災(zāi)嚴(yán)重，針對(duì)這種情況于11月17日開(kāi)展人工增雨作業(yè)，發(fā)射人影火箭彈16枚、燃燒焰條6根。此次增雨助力了小麥根系生長(zhǎng)、發(fā)芽出苗，為小麥提供了充足的水分，保證了小麥的產(chǎn)量。2022年農(nóng)田受旱嚴(yán)重，占總面積56.7%，氣象部門(mén)于6月13日開(kāi)展增雨作業(yè)，此次作業(yè)為夏玉米播種出苗創(chuàng)造了有利條件，保障了夏玉米的生長(zhǎng)發(fā)育。針對(duì)2023年的降水偏少，開(kāi)展人工增雨作業(yè)2次，發(fā)射人影火箭彈36枚、燃燒焰條54根，約合增加水量0.3億m3。此次作業(yè)緩解了農(nóng)田旱情，增加了土壤的水分含量，保證了春耕春播工作的順利完成，為春玉米、馬鈴薯等春季作物的生長(zhǎng)提供了水分。

2 人工增雨對(duì)森林的影響

2.1 棗莊地區(qū)森林火情分析

森林火災(zāi)的發(fā)生與氣象條件息息相關(guān)，當(dāng)連續(xù)出現(xiàn)干旱、少雨、高溫、大風(fēng)時(shí)，林內(nèi)可燃物極易燃燒和蔓延。根據(jù)市森林草地防滅火指揮部辦公室發(fā)布的森林火情火災(zāi)通報(bào)統(tǒng)計(jì)，截至12月21日，2023年發(fā)生火情25起，均發(fā)生在春季，其中3月6—15日發(fā)生9起，3月31日—4月6日發(fā)生13起。

當(dāng)前，棗莊市森林火險(xiǎn)氣象等級(jí)預(yù)報(bào)方法主要采用山東省森林火險(xiǎn)氣象等級(jí)方法，根據(jù)《山東省森林火險(xiǎn)氣象等級(jí)預(yù)報(bào)標(biāo)準(zhǔn)》，森林火險(xiǎn)氣象等級(jí)劃分為5個(gè)等級(jí)，從低到高分別為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)、四級(jí)、五級(jí)，對(duì)應(yīng)低風(fēng)險(xiǎn)、較低風(fēng)險(xiǎn)、較高風(fēng)險(xiǎn)、高風(fēng)險(xiǎn)、極高風(fēng)險(xiǎn)，如表1所示。棗莊市氣象臺(tái)近2年共發(fā)布高森林火險(xiǎn)氣象等級(jí)（五級(jí)）15次，如圖2所示。由圖2可以看出，近2年棗莊地區(qū)高森林火險(xiǎn)氣象等級(jí)均出現(xiàn)在春季，其余季節(jié)未出現(xiàn)，具有明顯的季節(jié)性特點(diǎn)。由此可見(jiàn)，棗莊地區(qū)林火呈季節(jié)性特點(diǎn)，春季易發(fā)。

2.2 人工增雨有利于植被生長(zhǎng)，降低森林火險(xiǎn)氣象等級(jí)

大氣溫度上升會(huì)導(dǎo)致植物呼吸氣孔關(guān)閉，從而限制光合作用，造成植物生長(zhǎng)速度減緩、死亡率升高。嚴(yán)重的干旱可造成樹(shù)木出現(xiàn)水力失衡，降低森林生產(chǎn)力并導(dǎo)致樹(shù)木死亡。當(dāng)全球升溫達(dá)2或4 ℃時(shí)，高溫會(huì)促進(jìn)呼吸作用，使之強(qiáng)于光合作用，全球森林死亡面積分別增加22%和140%[5]。人工增雨能夠降低森林溫度，補(bǔ)充水分，有利于樹(shù)木光合作用和生長(zhǎng)發(fā)育，降低樹(shù)木的死亡率。

隨著全球氣候的變化，森林極端事件發(fā)生的頻率也逐步增加，如火災(zāi)、颶風(fēng)等，使森林退化日益嚴(yán)峻，其中火災(zāi)是我國(guó)森林損失的最主要因素。山東省氣象臺(tái)基于植被含水率、過(guò)去7 d和未來(lái)24 h的降水量、平均風(fēng)速、溫度、相對(duì)濕度、積雪深度等要素研發(fā)了森林火險(xiǎn)氣象等級(jí)客觀算法。由此可見(jiàn)，除了平均風(fēng)速與溫度，其余要素均與降水有關(guān)。因此，對(duì)于森林來(lái)說(shuō)，在干旱少雨的季節(jié)，增加降水量可有效降低森林火險(xiǎn)氣象等級(jí)和發(fā)生火情火災(zāi)的概率，有利于植被的生長(zhǎng)。

3 人工增雨對(duì)空氣環(huán)境的影響

3.1 沙塵天氣

沙塵天氣是指風(fēng)將地面塵土、沙粒卷入空中，使空氣混濁的一種天氣現(xiàn)象，主要影響棗莊地區(qū)的春季。氣象學(xué)上將沙塵天氣分為浮塵、揚(yáng)沙、沙塵暴、強(qiáng)沙塵暴和特強(qiáng)沙塵暴五類。2021年3月15—17日、28—29日，受蒙古氣旋和冷空氣影響，棗莊地區(qū)出現(xiàn)兩次外部輸送造成的沙塵天氣，空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）一度達(dá)到500以上，主要污染物為PM10。2023年3月22—23日、4月11—12日，受上游沙塵傳輸和大風(fēng)影響，棗莊大部分地區(qū)發(fā)現(xiàn)沙塵天氣。漫天黃沙遮蔽太陽(yáng)光照，導(dǎo)致能見(jiàn)度下降，嚴(yán)重影響交通安全。同時(shí)，大氣中可吸入顆粒物增加，加劇大氣污染，導(dǎo)致空氣質(zhì)量惡化，威脅人類健康。沙塵暴過(guò)程使得土壤風(fēng)蝕，沙漠化加劇，對(duì)農(nóng)田土地生產(chǎn)力也會(huì)造成嚴(yán)重的破壞。

3.2 人工增雨有利于凈化空氣

棗莊地區(qū)降水時(shí)空分布不均，屬于典型的季風(fēng)性氣候，往往夏季高溫多雨，冬季寒冷干燥。沙塵暴春季多發(fā)，植被尚未返青，降水少，土壤表層干燥，是良好的沙塵源，加之春季冷空氣活動(dòng)頻繁，伴有強(qiáng)大的西北風(fēng)，不穩(wěn)定的大氣層結(jié)狀態(tài)容易發(fā)生沙塵暴。當(dāng)雨水遇到塵土在天空中下降時(shí)，會(huì)吸附空氣中的泥沙，塵土?xí)S著雨水落下，變成泥雨。在這種天氣下，增加降水可以沉降空氣中的污染物，大大降低沙塵暴的等級(jí)，減少空氣中的沙塵，更好地凈化空氣中的微塵。

4 人工增雨作業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的路徑

4.1 強(qiáng)化組織領(lǐng)導(dǎo)，加大地方投入

人工增雨作業(yè)是防災(zāi)減災(zāi)、保障農(nóng)業(yè)發(fā)展、改善生態(tài)環(huán)境的一種有效措施。地方政府應(yīng)高度重視人工影響天氣作業(yè)，推進(jìn)人工影響天氣高質(zhì)量發(fā)展。一是加大對(duì)人工增雨工作的支持力度，做好有關(guān)工作協(xié)調(diào)；二是建立健全科學(xué)的工作機(jī)制，明確責(zé)任和分工；三是優(yōu)化升級(jí)人影作業(yè)裝備，探索新方式、高科技領(lǐng)域增雨作業(yè)模式。地方政府要認(rèn)識(shí)到人工增雨作業(yè)的必要性和緊迫性，同時(shí)也要加大經(jīng)費(fèi)投入力度，保障人影裝備充足和有計(jì)劃地升級(jí)和更新。氣象部門(mén)要強(qiáng)化資金的使用和管理，提高資金利用效率，及時(shí)升級(jí)更新人影作業(yè)裝備，探索高科技新型人影作業(yè)方式，加快完善基礎(chǔ)性建設(shè)，推進(jìn)建設(shè)符合標(biāo)準(zhǔn)的固定作業(yè)點(diǎn)及彈藥儲(chǔ)存庫(kù)，進(jìn)一步提高棗莊市人工影響天氣作業(yè)水平。

4.2 加強(qiáng)部門(mén)合作，提高空域批復(fù)率

人工增雨作業(yè)是一項(xiàng)復(fù)雜的工程，不僅僅需要?dú)庀蟛块T(mén)，還需要民航等部門(mén)的合作。目前，棗莊作業(yè)空域申請(qǐng)方式落后，時(shí)效性低，批復(fù)率不高，嚴(yán)重影響增雨作業(yè)。有時(shí)人員、裝備、時(shí)機(jī)均已到位，但空域申請(qǐng)失敗，導(dǎo)致整個(gè)作業(yè)未能得以完成。因此，要加強(qiáng)部門(mén)間合作，任何部門(mén)都要意識(shí)到人工增雨是一項(xiàng)保障民生的重大工程，部門(mén)間要協(xié)調(diào)統(tǒng)一，政府也要加強(qiáng)對(duì)人工影響天氣的組織和協(xié)調(diào)，避免延誤時(shí)機(jī)，造成損失。各級(jí)各部門(mén)要各司其職，加快形成人工影響天氣工作高質(zhì)量發(fā)展合力。

4.3 優(yōu)化站點(diǎn)布局，提高增雨效能

當(dāng)前，棗莊市共有12個(gè)站點(diǎn)，其中滕州市3個(gè)，薛城區(qū)4個(gè)，嶧城區(qū)2個(gè)，臺(tái)兒莊區(qū)2個(gè)，市中區(qū)1個(gè)，人工火箭的有效作業(yè)面積一般為200 km2，可有效覆蓋

2 400 km2，僅占全市總面積的52.9%。部分作業(yè)點(diǎn)周圍為高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田，兩旁的樹(shù)木經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間生長(zhǎng)，高10余m，限制了作業(yè)方位角和仰角的設(shè)定。因此，需進(jìn)一步增加作業(yè)點(diǎn)數(shù)量，提高作業(yè)站點(diǎn)質(zhì)量，積極推進(jìn)站點(diǎn)選址標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化。選擇既能為當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)、森林保護(hù)等帶來(lái)明顯效益，視野開(kāi)闊的地方進(jìn)行作業(yè)。

4.4 加強(qiáng)科技支撐，培養(yǎng)高素質(zhì)人才

氣象部門(mén)要在每年增雨作業(yè)前，對(duì)作業(yè)人員進(jìn)行資質(zhì)審查，對(duì)審查合格人員進(jìn)行培訓(xùn)。培訓(xùn)要注重將理論與實(shí)踐相結(jié)合，既要學(xué)習(xí)有關(guān)法律法規(guī)和專業(yè)性知識(shí)，又要學(xué)習(xí)火箭發(fā)射操作等實(shí)際訓(xùn)練。在作業(yè)人員每次作業(yè)后，還要及時(shí)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，彌補(bǔ)不足，進(jìn)一步提高增雨作業(yè)水平。指揮人員要科學(xué)指揮作業(yè)，提高監(jiān)測(cè)能力，密切關(guān)注天氣變化，充分利用衛(wèi)星云圖、雷達(dá)回波判定增雨時(shí)機(jī)，并決定作業(yè)部位和用彈量，提高作業(yè)精度。

5 結(jié)束語(yǔ)

人工增雨是氣象防災(zāi)減災(zāi)的重要手段，是人工影響天氣的重要形式之一。棗莊地區(qū)氣象災(zāi)害種類繁多，如干旱、雹災(zāi)、沙塵暴等。人工增雨作業(yè)有利于改善土壤墑情，緩解農(nóng)田旱情，推動(dòng)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)發(fā)展；有利于植被生長(zhǎng)，降低森林火險(xiǎn)氣象等級(jí)；有利于凈化空氣，減少沙塵。未來(lái)，應(yīng)當(dāng)加大科研力度，提高增雨效率，研究增雨效果，最大限度地發(fā)揮人工增雨的作用，促進(jìn)氣象高質(zhì)量發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 馬蘭香，田加才，王治國(guó).山東棗莊農(nóng)作物種業(yè)科技創(chuàng)新情況調(diào)研報(bào)告[J].中國(guó)種業(yè)，2021（12）：57-59.

[2] 孫榮強(qiáng).干旱定義及其指標(biāo)評(píng)述[J].災(zāi)害學(xué)，1994（1）：17-21.

[3] 王倩.棗莊市農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害分析及防御措施[J].農(nóng)業(yè)災(zāi)害研究，2022，12（8）：149-151.

[4] 曾子航.全球氣候變化對(duì)森林的影響與啟示[J].綠色中國(guó)，2022（8）：60-63.

[5] 吳進(jìn)，李琛，朱曉婉，等.2021年和2022年春季中國(guó)北方地區(qū)沙塵氣象因素和沙源地條件異同[J].大氣科學(xué)學(xué)報(bào)， 2023，46（6）：950-960.

作者簡(jiǎn)介：孔文秀（1995—），女，山東濟(jì)寧人，助理工程師，主要從事氣象服務(wù)與應(yīng)用氣象工作。#通信作者：慈航（1981—），男，山東青島人，工程師，主要從事天氣預(yù)報(bào)工作，E-mail：ci_hang1@163.com。