人工影响天气在气象防灾减灾中的作用及发展建议

                      作者：赵钢 周长征 姜永征 刘庆民

　　摘要人工影响天气作为重要的防灾减灾手段,在防御和减轻气象灾害中发挥着越来越重要的作用。介绍了人工影响天气的科学依据和发展概况,提出了进一步发展人工影响天气的建议,使人工影响天气更好地为人类的生产生活服务。
　　关键词气象防灾减灾;人工影响天气;作用;发展建议
　　
　　人工影响天气作为防灾减灾的手段之一,在防御和减轻气象灾害以及合理利用水资源中发挥着越来越大的作用。特别是近年来,大气科学整体水平已有长足进展,综合利用新一代天气雷达、气象卫星、地理信息技术、中小尺度气象监测网、新型的催化剂和播撒工具等促进了人工增雨技术的发展和人工增雨作业技术水平的整体提高,为人类营造美好的生活环境做出了越来越大的贡献[1]。
　　1人工影响天气的科学依据和发展概况
　　人工影响天气是人类运用现代科学技术,在适宜的地理环境和大气环境中通过人工催化、扰动等技术手段,对局部大气中适当的云体部位施加影响,使其发生某种变化,实现增雨、增雪、防雹、防霜、消雾、灭火等作用,从而达到减轻或避免气象灾害目的的一种科学措施[2]。我国是世界上气象灾害频繁发生的国家之一,特别是20世纪90年代以来,气候变化日益明显,极端天气现象明显增多,水资源短缺日趋严重,气象灾害已成为制约我国经济社会发展的重要因素。
　　科学的人工影响天气是在美国的诺贝尔奖获得者朗格缪尔指导下,于20世纪40年代末在实验室的试验基础上发展起来的。1946年美国的谢弗用干冰对层积云进行催化试验,发现云中过冷却水滴很快转化为成群的冰晶,不断增大并从云底下落,在云中留下一个明显的空洞。接着,谢弗和万涅古特发现了可使过冷云中产生冰胚的催化剂——碘化银。至今,与某些化学物质复合产生的碘化银仍然是普遍使用的播云催化剂。我国很多地区利用飞机、高炮、火箭等运载工具向云中播撒碘化银、干冰等催化剂进行人工增雨、防雹作业,在农田进行人工防霜,以及在机场进行人工消雾等。现代人工增雨活动始于1946年,60多年来一直受到各国政府和公众的重视,其科学理论已被大量的室内实验、数值实验研究和外场试验所证实。
　　目前,全世界有20多个国家开展了人工影响天气的自然工作,美国、俄罗斯、以色列、乌克兰等国家的一些地区通过长期深入的科学实验研究,掌握了当地云雨特点和相应的人工增雨技术,实现了人工增雨的效果,一些国家已将其作为业务长期开展。其中,以色列于20世纪60—70年代在其北部先后开展了2期飞机人工增雨计划,分别得到了相对增雨15%和13%的效果,又于1975年开始了以增加水资源为目的的业务性人工增雨作业计划,取得了良好的经济效益,投入产出比在1∶10以上。此外,美国、俄罗斯和以色列等国还向叙利亚、摩洛哥、泰国等发展中国家输出相关成套技术。
　　1958年,我国吉林等省为缓解旱情进行了飞机人工增雨试验,从而揭开了我国人工影响天气的序幕。目前我国的人工增雨、防雹作业规模已居世界前列,并成为各级政府气象防灾减灾的一项重要而有效的手段。20世纪70—80年代,我国在福建古田水库开展了为期12年的高炮人工增雨随机试验,相对增雨24%。
　　我国政府对人工影响天气工作十分重视,2002年3月13日国务院第348号令颁发了《人工影响天气管理条例》,其中对人工影响天气工作的组织管理、经费投入、作业资质、空域申请、作业安全、设备设施等都做了明确规定。2005年4月4日国务院办公厅(国办发〔2005〕22号)发出了《关于加强人工影响天气工作的通知》,对我国人工影响天气工作在抗灾救灾、缓解水资源和生态建设等方面发挥的重要作用给予了肯定,明确提出了存在的问题和发展思路,要求各级政府要充分认识人工影响天气工作的重要性,为人工影响天气工作的发展提供支持。
　　2人工影响天气在气象防灾减灾中的作用(以泰安市为例)
　　2.1人工防雹减灾
　　泰安市位于山东丘陵中部,境内地形复杂,十分有利于强对流天气及冰雹云的形成和发展,尤其是当地的山区更是一个冰雹多发地,根据1970—2009年资料统计表明,每年均降雹次数21次。尤其是近年来随着气候变暖,异常天气现象明显增加[2-3]。
　　为了防御冰雹灾害,泰安市早在20世纪50年代末60年代初就用土炮、土火箭开展了人工防雹试验;到80年代开始使用“37”高炮进行人工防雹,在90年代末逐步引进火箭作业技术,防雹效果不断提高。近年来,随着气象系统各项现代化建设的飞速发展,人工影响系统“三网”(雷达网、火立网、通讯网)建设初具规模,防雹效果得到明显的改善,特别是全省多普勒天气雷达站网的建设及其技术应用,大大提高了作业效果,减少了作业的盲目性。这些年来,泰安市每年消耗人雨弹约3万发,火箭3 000枚左右,通过人工防雹减少损失20%～90%,累计减免雹灾损失约340多亿元,防雹效果良好,取得了很好的经济效益和社会效益。
　　2.2人工增雨抗旱
　　泰安市属于暖温带大陆性季风气候,季节性干旱少雨是当地的一个主要气候特点。20世纪90年代以来,随着全球气候变暖速度的加快,干旱更是时有发生,境内的许多河流也变成了季节性河流。尤其是随着该市经济社会的不断发展,对水资源的要求日益紧迫,人们也就更加渴望通过人工增雨来缓解这一矛盾。
　　实践证明,人工增雨与其他开源方式比较是一项投资少、见效快、相对比较成熟的技术,特别是山区迎风坡地形云的催化作业已得到世界各国人工增雨试验的证实和认可。近几年来,泰安市的人工增雨工作得到了极大的发展与提高,由前几年比较单一的飞机播撒催化作业模式扩大到目前的由飞机、火箭、高炮三者并举的人工增雨模式,并且增雨效果也愈加显著。在近3年的作业期间,共开展火箭增雨(雪)和防雹作业共1 636点次,发射火箭弹4 766枚,累计作业面积约223.86万km2,作业区累计增加降水量约19.48亿t,创经济效益1.89亿元,为全市的工农业生产和生态环境建设做出了重要贡献,在开发空中水资源、改善生态环境和服务三农等方面都取得了显著效益。