人工干預(yù)氣象因素對(duì)天氣的影響

程墨，吳宇童

（1.中國(guó)人民解放軍93307部隊(duì)；2.沈陽(yáng)市氣象局，遼寧沈陽(yáng) 110100）

人工干預(yù)氣象因素對(duì)天氣的影響

程墨1，吳宇童2

（1.中國(guó)人民解放軍93307部隊(duì)；2.沈陽(yáng)市氣象局，遼寧沈陽(yáng) 110100）

隨著人們對(duì)氣象因素的逐步了解，對(duì)其進(jìn)行人工干預(yù)的愿望越來(lái)越強(qiáng)烈，人們迫切地需要了解大自然的氣象規(guī)律，從中尋找針對(duì)氣象條件的管理手段，使得氣象因素更好的服務(wù)于人們的日常生活，消除惡劣的氣象因素帶來(lái)的影響。本文通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外人工干預(yù)氣象因素的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行分析，從中得出人工干預(yù)氣象的發(fā)展方向，以期提高人工干預(yù)氣象因素的技術(shù)水平。

人工；干預(yù)；氣象

1 人工干預(yù)氣象因素的興起與發(fā)展

通過(guò)人工干預(yù)來(lái)改變氣象因素最早起源于美國(guó)。其在20世紀(jì)40年代左右開(kāi)始致力于人工介入氣象因素。目前人工干預(yù)氣象因素的技術(shù)已經(jīng)從最初的人工降雨逐步拓展到人工防治消除各種災(zāi)害天氣。同時(shí)，人工干預(yù)氣象因素已經(jīng)拓展到了戰(zhàn)略地位，美國(guó)正著手研究人工改變戰(zhàn)場(chǎng)的天氣因素，課題一旦研制成功，標(biāo)志著干預(yù)氣象因素進(jìn)入到了戰(zhàn)爭(zhēng)領(lǐng)域。而我國(guó)也開(kāi)始意識(shí)到這一技術(shù)的應(yīng)用前景廣闊，并于建國(guó)初期開(kāi)始投入大量的人力物力開(kāi)發(fā)人工干預(yù)氣象因素這項(xiàng)技術(shù)，并使之應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、交通業(yè)、國(guó)防等多個(gè)領(lǐng)域。新疆地區(qū)是較早應(yīng)用這一技術(shù)的區(qū)域，該地區(qū)降水量少，且溫差大，常深受干旱與冰雹的雙重侵?jǐn)_，苦不堪言。自從開(kāi)展了人工干預(yù)氣象的技術(shù)應(yīng)用后，取得了顯著的成果，其中天氣雷達(dá)人工防雹系統(tǒng)的多項(xiàng)參數(shù)達(dá)到了世界先進(jìn)水平，其二維時(shí)變雹云模式更是達(dá)到了世界最高的水平。通過(guò)這些成果對(duì)于新疆的農(nóng)業(yè)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展都起到了很好的促進(jìn)作用。

2 人工干預(yù)氣象因素的操作方式

2.1 人工降雨

人工降雨是人工干預(yù)氣象因素的最先開(kāi)展的研究課題，其原理大致為當(dāng)云層中的水滴或冰質(zhì)粒條件不足以產(chǎn)生降水時(shí)，通過(guò)人工助力使得云層中的水汽供應(yīng)充足，滿足降水條件。目前針對(duì)這一問(wèn)題普遍采用空中播撒催化劑的辦法使得來(lái)催化云層的云體分布，從而產(chǎn)生降水或使降水增大。人工增雨可分兩種情況來(lái)分別認(rèn)知，一種是針對(duì)云層溫度較低，即水分別以液態(tài)、固態(tài)、汽態(tài)共存時(shí)增雨的技術(shù)處理。另一種是針對(duì)云層溫度較高，缺乏凝結(jié)條件下人工增雨的處理辦法。

2.1.1 云層溫度較低時(shí)人工增雨的原理通過(guò)向冷云中播撒干冰或碘化銀使得云層中穩(wěn)定的三態(tài)共存水蒸凝來(lái)增加云層中的冰晶，達(dá)到飽和后與冷水滴結(jié)合，以重力作用下運(yùn)行至暖區(qū)形成降水。利用這一過(guò)程不僅可以增加降水，還可以減少降水量，過(guò)量播撒催化劑也可以阻止蒸凝，減少降水。利用催化劑的辦法進(jìn)行人工增雨是有條件的，當(dāng)云頂溫度介于-10℃～-24℃時(shí)方可奏效。

2.1.2 云層溫度較高時(shí)由于云層內(nèi)缺少鹽核而驗(yàn)證以形成降雨人工增雨的關(guān)鍵是增加云層內(nèi)的鹽核濃度，我國(guó)曾在上海等地嘗試投放食鹽來(lái)改變暖云層中的鹽核濃度，但結(jié)果證明這種方式改變氣象因素的同時(shí)也不利于環(huán)境保護(hù)，經(jīng)濟(jì)效益不顯著，因此，被另外一種更加環(huán)保經(jīng)濟(jì)的介質(zhì)尿素和硝酸銨所取代。

雖然試驗(yàn)證明可以通過(guò)改變降雨條件來(lái)進(jìn)行人工干預(yù)，但針對(duì)不同的地理?xiàng)l件，不同的作業(yè)環(huán)境所采用的催化劑量目前尚缺乏科學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)，因此在今后的課題開(kāi)發(fā)中有待進(jìn)一步探究。

2.2 人工防雹

人工干預(yù)氣象因素不僅體現(xiàn)在改變降雨條件方面，同時(shí)也從另一個(gè)角度來(lái)進(jìn)行災(zāi)害天氣的防治。例如，人工防雹技術(shù)近年來(lái)發(fā)展迅速，并出現(xiàn)了多種的防雹方案，總的來(lái)說(shuō)，原理大致從抑制冰雹的不同形成條件來(lái)實(shí)現(xiàn)防雹的目的。人們從冰雹產(chǎn)生的過(guò)程中得到啟示，分別從以下幾個(gè)方面來(lái)抑制冰雹：

一是在雹胚形成區(qū)，制造大量人工雹胚，促進(jìn)其競(jìng)爭(zhēng)，限制雹胚增長(zhǎng)。

二是改變冰雹的生長(zhǎng)環(huán)境。使雹胚的生長(zhǎng)因過(guò)冷水含量低、經(jīng)歷時(shí)間少而受抑制。

三是動(dòng)力效應(yīng)，包括誘發(fā)下沉氣流以破壞雹云的自然發(fā)展過(guò)程，促進(jìn)大量小的對(duì)流云形成，以釋放對(duì)流不穩(wěn)定能量。

我國(guó)在這方面進(jìn)行了大量的試驗(yàn)測(cè)試，其中效果顯著的有陜西、河南、遼寧等多地進(jìn)行了防雹試驗(yàn)，結(jié)果證明，以碘化銀為凝華核抑制冰雹的形成，使冰雹轉(zhuǎn)化為降水，從而成功地降低了氣候?yàn)?zāi)害。人工防雹的另一個(gè)思路是通過(guò)減少冰雹形成過(guò)程中必需的水源，從而阻止了冰雹的形成。對(duì)此國(guó)外有關(guān)試驗(yàn)將食鹽播撒入云層中，破壞了冰雹形成的水源條件，降低了冰雹產(chǎn)生的概率。我國(guó)對(duì)此也進(jìn)行了大膽的嘗試，利用爆炸產(chǎn)生的沖擊波來(lái)使云層中的粒子紛紛降落，使冰雹的形成不具備條件，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了防雹效果。

2.3 人工驅(qū)霾

針對(duì)目前出現(xiàn)的霧霾現(xiàn)象，氣象部門(mén)進(jìn)行了艱苦卓絕的試驗(yàn)，雖然進(jìn)展緩慢，但仍顯示了政府對(duì)于人工干預(yù)氣象因素改善環(huán)境的決心。北京大學(xué)物理學(xué)院教授毛節(jié)泰針對(duì)人工防霾的兩種主要方案提出通過(guò)人工增雨來(lái)治霾取得的效果有限，因此霧霾的消除取決于風(fēng)，而不是降雨，單純地增加降雨并不能從根本上治霾，更何況人工增雨需要一定的自然條件，不能時(shí)時(shí)進(jìn)行。但目前研制的除霾無(wú)人機(jī)經(jīng)過(guò)試飛取得了顯著的效果，接下來(lái)就是通過(guò)降低成本來(lái)進(jìn)一步推廣該做法。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，人工干預(yù)氣象因素得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，雖然目前在人工干預(yù)氣象因素的研究中還缺乏許多有力的數(shù)據(jù)支持，人們對(duì)于云層的了解還不夠全面，但相信經(jīng)過(guò)人們的不斷研究，必將破解大自然的種種謎團(tuán)。

[1]王興剛.人工影響天氣科學(xué)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].城市地理,2016(08):132.

[2]梁鋒.人工影響天氣在興安盟氣象防災(zāi)減災(zāi)中的作用及發(fā)展[J].北京農(nóng)業(yè)，2014(21):189-190.

[3]王蘭蕓,王鐵巖,崔長(zhǎng)利,等.人工影響天氣在氣象防災(zāi)減災(zāi)中應(yīng)用探討[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2015(05):281.

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A

10.14025/j.cnki.jlny.2017.23.060

程墨，本科學(xué)歷，助理工程師，研究方向：天氣預(yù)警。