淺析人工影響天氣服務(wù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)助力鄉(xiāng)村振興的作用

李成龍 李遙 陳剛 李鳴鈺 胡偉 田廣元 秦鑫

(遼寧省人工影響天氣辦公室，遼寧 沈陽 110166)

近萬年前，新石器時代的華夏民族開啟了農(nóng)業(yè)發(fā)展的起源，建立了龐大的農(nóng)業(yè)國家。如今，我國依舊是全球范圍中當之無愧的“農(nóng)業(yè)大國”，但是卻不是“農(nóng)業(yè)強國”。特別是近幾年，全球氣候變暖，干旱災(zāi)害頻發(fā)，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活、鄉(xiāng)村振興、社會經(jīng)濟發(fā)展造成了嚴重影響。為保障農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展，降低氣象災(zāi)害帶來的損失，科技工作者開始人為干預(yù)天氣條件，展開大規(guī)模的煙爐、高炮、火箭、飛機等人工影響天氣作業(yè)。人工影響天氣對抗旱、增雨、防雹、降低森林火險等各種氣象預(yù)警和服務(wù)農(nóng)業(yè)建設(shè)方面起到了巨大的作用。隨著科學技術(shù)的飛速發(fā)展，人工影響天氣工作取得了長足進步，不斷更新現(xiàn)代化設(shè)備。在國家政策的指導下，人影作業(yè)現(xiàn)代化技術(shù)在人影作業(yè)中取得廣泛應(yīng)用，為響應(yīng)黨中央“鄉(xiāng)村振興”戰(zhàn)略，助推產(chǎn)業(yè)繁榮和社會繁榮，人工影響天氣工作者，科學研判，把握時機，積極開展人工增雨作業(yè)，全力服務(wù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，為鄉(xiāng)村振興提供強大的助力。本文將從人工影響天氣的重要性出發(fā)，探討人工影響天氣在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、鄉(xiāng)村振興中發(fā)揮的積極作用，并簡要分析存在的不足和意見。

1 人工影響天氣的概述及重要意義

人工影響天氣指通過各種科學有效的人為措施和技術(shù)手段，促使當前區(qū)域范圍內(nèi)的天氣氣象環(huán)境在一定時間內(nèi)朝人們期望的方向進行轉(zhuǎn)變，進而有效達到轉(zhuǎn)變氣象環(huán)境發(fā)展、遏制氣象環(huán)境惡劣發(fā)展可能的目的[1]。我國人工影響天氣工作開展相對較晚，技術(shù)也較為落后，隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，人工影響天氣事業(yè)有了長足的進步，探測設(shè)備和手段逐步豐富，作業(yè)工具也有了飛速的發(fā)展。

人工影響天氣作業(yè)方式不僅有火箭、高炮、煙爐，還有人工增雨(探測)飛機和無人機，多手段多方式的空地聯(lián)合作業(yè)保障農(nóng)業(yè)增產(chǎn)，農(nóng)民增收。保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是關(guān)系國民經(jīng)濟社會發(fā)展的大事。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)極易受外部自然環(huán)境(尤其是氣象因素)影響，具有明顯的不穩(wěn)定性和波動性。近年來，隨著科技的快速發(fā)展，人工影響天氣逐漸成為我國氣象部門防災(zāi)減災(zāi)的一項重要措施。全國各氣象部門積極組織作業(yè)人員在糧食產(chǎn)區(qū)、煙葉生產(chǎn)區(qū)、水果主產(chǎn)區(qū)、農(nóng)田示范區(qū)和生態(tài)環(huán)境保護區(qū)等區(qū)域開展人工影響天氣作業(yè)。事實證明，人工影響天氣工作對區(qū)域防災(zāi)減災(zāi)工作布局、保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和社會穩(wěn)定具有重要意義[2]。

2 人工影響天氣在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)中發(fā)揮的作用

我國人工影響天氣應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，可以應(yīng)用于軍事領(lǐng)域、環(huán)境保護領(lǐng)域、生態(tài)修復領(lǐng)域和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域等。但應(yīng)用規(guī)模最大、技術(shù)手段最豐富、使用最廣泛的領(lǐng)域就是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。人工影響天氣可以多手段地在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮作用，人工增雨緩解農(nóng)業(yè)旱情、人工防雹減輕農(nóng)業(yè)災(zāi)害、人工增雪保證春耕土壤濕度、人工削弱臺風給農(nóng)業(yè)帶來的災(zāi)害性影響等。

2.1 人工增雨緩解農(nóng)業(yè)旱情

近年來，全球氣候變暖加劇，我國干旱災(zāi)害頻繁發(fā)生，干旱成為對我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響最嚴重的自然災(zāi)害，在這種全球環(huán)境變化的大環(huán)境下，干旱趨勢還在進一步發(fā)展，嚴重影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國家糧食安全[3]。在這種情況下，人工影響天氣工作者會采取科學合理的措施，合理利用云水資源，開展人工增雨作業(yè)。我國人工增雨抗旱工作通過幾十年的發(fā)展和積累，應(yīng)用技術(shù)已相對成熟。人工增雨抗旱通常是利用飛機、火箭彈等運載工具，把碘化銀、液氮等催化劑帶到云中。人工增雨作業(yè)需要根據(jù)云水條件確定作業(yè)時機、作業(yè)位置和作業(yè)用量，在此條件下，催化劑才能發(fā)揮最大的作用，催化劑通過影響周圍的過冷水，產(chǎn)生大量的冰晶，以達到“呼風喚雨”的目的。人工增雨可以有效緩解干旱對小麥、玉米、水稻、大豆、煙葉等農(nóng)作物生產(chǎn)發(fā)育的影響，對蔬菜、水果等特色農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的茁壯成長也提供了必要條件。

2.2 人工防雹減輕農(nóng)業(yè)災(zāi)害

冰雹災(zāi)害是農(nóng)業(yè)氣象主要災(zāi)害之一，冰雹的發(fā)生通常來勢兇猛，其發(fā)生一般伴有短時大風、強降水、降溫等天氣現(xiàn)象[4,5]。農(nóng)作物的生長過程是堅強的，同時也是脆弱的，冰雹天氣會給農(nóng)作物帶來不可逆的打擊。農(nóng)作物的苗、秧、葉、莖、桿和果實會折斷、損傷、大面積倒伏，甚至會出現(xiàn)絕產(chǎn)絕收。冰雹天氣對農(nóng)產(chǎn)品的影響是毀滅性的，農(nóng)作物產(chǎn)量嚴重不足，不僅會制約農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展，還影響了我國鄉(xiāng)村振興的步伐。因此，當受到災(zāi)害性冰雹天氣預(yù)警，應(yīng)嚴陣以待，緊緊把握天氣變化趨勢，適時開展人工防雹工作，以保證農(nóng)副產(chǎn)品及經(jīng)濟作物的生產(chǎn)營收安全。我國人工防雹技術(shù)一般采用發(fā)射高射炮的形式，向冰雹體的底部和中部發(fā)射帶有催化劑的炮彈，以此限制冰雹的形成、長大或分解。人工防雹可以有效在冰雹來臨前進行分解或限制，減少冰雹對農(nóng)作物的損害，從而保證農(nóng)作物產(chǎn)量，確保農(nóng)作物生長，從而實現(xiàn)農(nóng)作物增產(chǎn)，促進農(nóng)業(yè)經(jīng)濟健康有序的發(fā)展。

2.3 人工增雪保春耕

冬季干旱也是影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要因素，為了保障農(nóng)業(yè)成產(chǎn)，保證春播春耕對土壤濕度的要求，人工增雪作業(yè)非常有必要。對于這種季節(jié)性干旱，人工影響天氣部門根據(jù)有力的氣象條件開展人工增雪作業(yè)。人工增雪在有效緩解干旱的同時，還可以抑制病菌傳播，抑制病蟲、蟲卵的越冬基數(shù)，對農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增收起到重要作用。

2.4 人工削弱臺風減輕農(nóng)業(yè)災(zāi)害

近年來，我國的熱帶氣旋登陸區(qū)域呈現(xiàn)出更為集中的趨勢，年平均登陸強度、強臺風數(shù)量呈增加趨勢[6]。這種災(zāi)害性天氣對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響巨大，通常會使農(nóng)作物倒伏或折稈或淹沒，造成水土流失和農(nóng)作物絕產(chǎn)等。為減輕對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響，對臺風外圍云系開展催化作業(yè)，通過播撒大量的催化劑以改變云結(jié)構(gòu)，使得降水減弱，風力減小。這種削弱臺風的效果雖然很難評估，但是在削弱臺風的同時可以有效減弱降水，在臺風天氣中對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)起到積極作用。

3 人工影響天氣技術(shù)存在的不足和建議

我國幅員遼闊，人口眾多，對糧食、水果、蔬菜等“口糧”的基本需求量巨大，如果出現(xiàn)重大干旱災(zāi)害，很容易造成大范圍的經(jīng)濟損失和人員傷亡。近年來氣候多變，干旱災(zāi)害也不斷增多，很多地區(qū)是“十年九旱”甚至是年年干旱，人工影響天氣與人們的生活息息相關(guān)，給人們的生活、社會的發(fā)展帶來非常顯著的好處，而人們對于人工影響天氣的需求及要求也變得越來越高。雖然說人類自古以來“呼風喚雨”的夢想已經(jīng)不是天方夜譚，但是人工影響天氣技術(shù)仍存在很多不足?？萍佳邪l(fā)進展較為緩慢、強天氣預(yù)警精準度較差、智能化在人工影響天氣中的應(yīng)用不足、效果評估檢驗方法不足等仍需加強，只有不斷改進和完善人工影響天氣技術(shù)，才能很好地在保護農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、緩解水資源短缺、防災(zāi)減災(zāi)、保護生態(tài)等方面發(fā)揮更大的作用。

3.1 科技研發(fā)進展緩慢

放眼未來，以科技創(chuàng)新驅(qū)動經(jīng)濟發(fā)展，顯得尤為迫切。雖說人工影響天氣工作進步顯著，但依然有很大的提升空間。當前，無論是信息化建設(shè)、檢測與作業(yè)一體化的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)還是新裝備的研制、新型催化劑的研制和其他關(guān)鍵技術(shù)的突破都存在嚴重滯后。

建議繼續(xù)推進人才戰(zhàn)略，重點建立人工影響天氣業(yè)務(wù)和技術(shù)研發(fā)團隊，加大資金投入，保障精密監(jiān)測、精良設(shè)備和信息化建設(shè)有序高質(zhì)量發(fā)展。

3.2 強天氣預(yù)警精準度較差

雖然近些年我國天氣預(yù)報預(yù)警系統(tǒng)有了很大的進步，但由于相關(guān)研究成果、技術(shù)等并不成熟，與較發(fā)達國家仍存在一定差距。目前，我國天氣預(yù)報預(yù)警難以充分發(fā)揮作用，主要問題集中在觀測系統(tǒng)較為落后、預(yù)警的準確率欠佳、系統(tǒng)的研發(fā)力度不夠。

建議加強氣象觀測基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)并及時更新，提高使用率；重視科技力量，借助大數(shù)據(jù)等先進技術(shù)，加強與氣象預(yù)警技術(shù)的融合，研發(fā)更多高效準確的預(yù)警分析和發(fā)布平臺；加強部門協(xié)同合作，實現(xiàn)高效聯(lián)動，讓各部門信息有效共享，建立準確、及時的預(yù)警系統(tǒng)。

3.3 智能化在人工影響天氣中的應(yīng)用不足

科技技術(shù)是第一生產(chǎn)力，科技進步給各個產(chǎn)業(yè)帶來了機遇和挑戰(zhàn)。現(xiàn)階段智能氣象應(yīng)用技術(shù)水平仍不高，在云水資源監(jiān)測、診斷和評估中應(yīng)用率較低；基于大數(shù)據(jù)、智能計算等新技術(shù)的云霧里精細處理應(yīng)用更是少之又少，極大地影響了人影作業(yè)能力的提升。

建議加強氣象工作者研發(fā)能力的同時，全力展開與科技公司的合作，取之所常用之所長，加快智能化技術(shù)的研究，提升智能化技術(shù)應(yīng)用，使人工影響天氣工作更科學、更高效，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供更便捷的服務(wù)。

3.4 效果評估檢驗方法不足

人工影響天氣效果檢驗是一個極為重要但又是非常困難的課題，是亟待解決的重大科學技術(shù)問題之一。由于現(xiàn)階段人們對云、降水物理過程及人工影響天氣原理還沒有完全了解，以及探測技術(shù)和儀器設(shè)備的局限性，而且云和降水自然變率大，且受不同時期氣候、天氣制約，因此，進行嚴格的效果檢驗?zāi)壳霸趪鴥?nèi)外都是一個極為困難的問題。因此，迫切需要建立和發(fā)展適合我國人工影響天氣實際、客觀、科學、定量的人工影響天氣效果檢驗技術(shù)方法。這是人工影響天氣科學研究的重要組成部分，也是本學科領(lǐng)域極為重要的研究課題。

為了客觀、科學、定量地評估人工影響天氣的效果，建議加強如下工作：嚴格設(shè)計，加強監(jiān)測手段，以獲取試驗和作業(yè)過程詳細完整的各物理量變化的證據(jù)；完善效果統(tǒng)計方法，提出能客觀、定量地評價效果的統(tǒng)計學方法。

統(tǒng)計檢驗得到的人工影響天氣試驗效果只有在獲得物理上的解釋，并為觀測到的物理效應(yīng)所證實時，人工影響天氣試驗效果的檢驗才是完整的，令人信服的。只有解決了此問題才能為日后人工影響天氣在抗旱救災(zāi)中發(fā)揮更大的作用，才能更有說服力。

4 結(jié)束語

隨著經(jīng)濟社會發(fā)展與防災(zāi)減災(zāi)需求的不斷提高，我國人工影響天氣服務(wù)領(lǐng)域不斷拓展，特別是在農(nóng)業(yè)抗旱減災(zāi)領(lǐng)域，人工影響天氣已成為各級政府農(nóng)業(yè)防災(zāi)減災(zāi)、趨利避害的一項重要舉措。

人工影響天氣在服務(wù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮作用顯著，在旱災(zāi)雹災(zāi)肆虐期和關(guān)鍵農(nóng)時季節(jié)，跨區(qū)域調(diào)動飛機、火箭等作業(yè)裝備，人工增雨作業(yè)覆蓋面積約500萬km2，人工防雹作業(yè)保護面積達50萬km2，有力保障糧食生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)設(shè)施、經(jīng)濟作物安全，助力鄉(xiāng)村振興，農(nóng)民脫貧奔小康。

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)，是我國農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展的重要組成部分，保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，助推農(nóng)民增收致富是實現(xiàn)鄉(xiāng)村振興的基石。復雜的天氣現(xiàn)象影響了農(nóng)業(yè)的發(fā)展，危害到農(nóng)民的收入，阻礙了鄉(xiāng)村振興工作的健康發(fā)展。為此應(yīng)該重視人工影響天氣工作，要不斷提升業(yè)務(wù)科研能力、天氣預(yù)警能力和智能化應(yīng)用能力，繼續(xù)提升其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的服務(wù)能力，為緩解復雜天氣給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)來的不利影響貢獻更大的力量，使農(nóng)業(yè)增收有保證，小康有路徑。在全面實施鄉(xiāng)村振興過程中，還應(yīng)該繼續(xù)加大資金、科技、人才的投入，挖掘科技潛能，加強科技創(chuàng)新，不斷提升人工影響天氣工作，使其成為服務(wù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要利器，為鄉(xiāng)村振興提供強有力的支撐。