新疆和靜縣巴音布魯克人工增水效果評(píng)估

李剛 楊波?刁鵬

摘 要：利用2000-2013年巴音布魯克降水量、云等相關(guān)觀測(cè)資料分析該地區(qū)人工增水潛力，選取2012-2014年和靜縣幾次人工增雨（雪）作業(yè)資料，根據(jù)人工增水對(duì)農(nóng)牧業(yè)影響，闡述人工增水效果。

關(guān)鍵詞：巴音布魯克；干旱；人工增水；效果評(píng)估

人工增水效果評(píng)估是人工影響天氣作業(yè)中重要工作，也是各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)進(jìn)行決策的重要依據(jù)。實(shí)行人工增水作業(yè)可以增加水庫(kù)蓄水量，還能改善土壤中水分促進(jìn)農(nóng)作物生長(zhǎng)，為農(nóng)牧業(yè)發(fā)展提供保障。本文結(jié)合巴音布魯克氣候特點(diǎn)及降水、云觀測(cè)資料，分析巴音布魯克云水資源利用潛力及人工增水作業(yè)效益對(duì)人工增水作業(yè)效果評(píng)估，提升人工影響天氣作業(yè)水平，取得最佳增水效果，為當(dāng)?shù)乜购禍p災(zāi)，確保農(nóng)牧業(yè)健康生產(chǎn)及生態(tài)環(huán)境改善提供重要科技保障。

一、巴音布魯克氣候特點(diǎn)

巴音布魯克地處天山山脈中部山間盆地中，四周雪山環(huán)抱，是新疆重要畜牧業(yè)基地之一，草原水源補(bǔ)給以冰雪溶水和降雨混合為主。巴音布魯克氣候嚴(yán)寒、濕潤(rùn)，暖季為5-9月，冷季為10月-次年4月，年平均溫度-3.5℃，年雨量270mm左右，常年有降雪，積雪多，霧大，干旱、寒潮、低溫、大雪、凍害等頻發(fā)。隨著全球氣候變暖加劇，巴音布魯克干旱頻率越來(lái)越大，嚴(yán)重制約巴音布魯克農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)發(fā)展。所以，開(kāi)展人工增雨（雪）是氣象為抗旱服務(wù)、增加地面水資源的重要手段，也是改善生態(tài)環(huán)境、確保農(nóng)牧業(yè)穩(wěn)定生產(chǎn)有效對(duì)策。

二、評(píng)估資料與方法

本文運(yùn)用巴音布魯克站2000-2013年逐日常規(guī)地面觀測(cè)資料，選取云狀及降水量等相關(guān)觀測(cè)資料。統(tǒng)計(jì)降水量>0.1mm的為降水日，>1.0mm的為具備經(jīng)濟(jì)效益的人工增水作業(yè)日，結(jié)合人工增水實(shí)例探討人工增水取得的實(shí)際效果。

三、云水資源利用潛力評(píng)估

人工增水主要手段是向云霧中播撒固體二氧化碳、碘化銀等催化劑，確保云層中產(chǎn)生更多人工冰晶并凝結(jié)長(zhǎng)大，最終變成雨水降落地面。相關(guān)研究表明，每年超過(guò)72%的云水資源流出我國(guó)上空。夏季空中整層水汽含量最多，秋季和春季空中整層水汽含量次之，冬季最少。巴音布魯克大云滴含水量在云水總液態(tài)水中占比例較大，因此有較大人工增水潛力。

據(jù)2000-2013年巴音布魯克降水特征及人工影響天氣作業(yè)條件分析可知，巴音布魯克冷季（10月-次年4月）以降雪為主，年平均降水量?jī)H占總體的15%。4月人工增水潛力比其他月要好，冷季整體人工增水潛力小，實(shí)施人工增雪作業(yè)概率相對(duì)較小，白天要好于夜間。暖季（5-9月）降水較多，占全年總降水量85%，特別是6-8月降水最為集中，暖季人工增水潛力要遠(yuǎn)大于冷季，最佳時(shí)節(jié)為6-8月，暖季白天增水作業(yè)降水概率要小于夜間，但作業(yè)效果夜間沒(méi)有白天好。

由2000-2003年云量資料統(tǒng)計(jì)可知（表1），云量超過(guò)9成日數(shù)達(dá)72.4%，云量不超過(guò)9成日數(shù)僅27.6%，說(shuō)明巴音布魯克具備開(kāi)展人工增水有利條件；總云量超過(guò)9成時(shí)，≥0.1mm降水日數(shù)為1645d，占全年94.6%，降水量>1.0mm降水日數(shù)809d，占全年97%；冷季發(fā)生降水概率為30.7%，達(dá)>1.0mm概率是8.6%，暖季降水概率60.6%，>1.0mm概率是38.1%；在總云量不超過(guò)9成時(shí)，發(fā)生>1.0mm降水概率是1.8%，且大部分發(fā)生于暖季，通常為局地對(duì)流性降水。所以，巴音布魯克開(kāi)展人工增水作業(yè)要求云量覆蓋全體，暖季天空云量超過(guò)9成時(shí)開(kāi)展人工增雨作業(yè)概率較大，占38.1%。

分析2000-2013年巴音布魯克降水云類特征，積雨云與積云為對(duì)流云，屬于暖季主要降水云系，冷暖季節(jié)交替時(shí)也常有積云或積雨云發(fā)生降水；積雨云產(chǎn)生>1.0mm降水概率是44%，為人工增雨主要目標(biāo)云系。暖季人工增雨一般針對(duì)云類為中低層發(fā)生層積云且伴隨積雨云發(fā)展；冷季人工增雪作業(yè)主要針對(duì)中層出現(xiàn)高層云同時(shí)中低層有層積云。

四、巴音布魯克人工增水效果評(píng)估

新疆維吾爾自治區(qū)2010年4月13日頒布《巴音布魯克草原生態(tài)保護(hù)條例》，要求當(dāng)?shù)刂?、縣應(yīng)當(dāng)通過(guò)氣象衛(wèi)星遙感、測(cè)雨雷達(dá)監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)巴音布魯克草原降雨、降雪和積雪情況進(jìn)行長(zhǎng)期、連續(xù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)草原旱情嚴(yán)重地區(qū)適時(shí)、適地實(shí)施人工影響天氣增雨、增雪作業(yè)。近年巴音布魯克人工影響天氣作業(yè)在防災(zāi)減災(zāi)方面取得了突出成效。

2011年冬季時(shí)，巴音布魯克地區(qū)積雪深度平均25cm左右，而2012年入冬后到2013年春季，巴音布魯克降雪減少，積雪深度平均僅4cm。2013年10月入冬到2014年初春，巴音布魯克地區(qū)積雪還是明顯比2011年同期偏少，2012-2014年巴音布魯克牧區(qū)降雪量比2011年同期大幅減少。冬季降雪量偏少對(duì)牧草生長(zhǎng)不利。除巴音布魯克草原周圍高山稍有積雪外，草場(chǎng)盆地大多數(shù)地區(qū)已無(wú)積雪，氣溫較往年同期偏高10℃以上，少雪干旱導(dǎo)致巴音布魯克5個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)場(chǎng)春草場(chǎng)和牧民牲畜嚴(yán)重缺水。

巴音布魯克牧區(qū)近年入冬后降雪稀少，干旱天氣頻發(fā)，對(duì)草原生態(tài)恢復(fù)、天然植被生長(zhǎng)及該地區(qū)畜牧業(yè)生產(chǎn)造成嚴(yán)重影響，當(dāng)?shù)貧庀蟛块T嚴(yán)格按照州委、州政府指示，抓住一切有利時(shí)節(jié)，開(kāi)展人工增雪作業(yè)。2013年9月15、16日開(kāi)展了一次人工增雨作業(yè)，效果不太理想，11月8日開(kāi)展人工增降雪為2cm多，12月22日再次開(kāi)展人工影響天氣作業(yè)，效果不明顯。2014年元月13日，經(jīng)過(guò)人工增雪后巴音布魯克地區(qū)積雪深度平均也只有5cm；2014年4-6月中旬和靜縣實(shí)施人工增雨作業(yè)20次，發(fā)射火箭彈145枚，巴音布魯克山區(qū)、巴倫臺(tái)鎮(zhèn)降雨量分別達(dá)40.3mm、93.5mm，人工增水效果顯著，降雨量增加近20%，緩解了巴音布魯克草原旱情。

五、結(jié)語(yǔ)

巴音布魯克大云滴含水量在云水總液態(tài)水中占比例較大，因此有較大人工增水潛力。暖季人工增水潛力遠(yuǎn)大于冷季，最佳時(shí)節(jié)6-8月，暖季白天增水作業(yè)降水概率小于夜間，但作業(yè)效果較好。開(kāi)展人工增水作業(yè)要求云量覆蓋全體，暖季天空總云量超過(guò)9成時(shí)開(kāi)展人工增雨作業(yè)概率較大，積雨云是人工增雨主要目標(biāo)云系。2013年冷季期間（9月下旬—12月）人工增水作業(yè)效果并不理想，2014年暖季期間（4月至6月中旬）人工增水效果較為顯著，降雨量增加近20%，有效緩解干旱災(zāi)情。

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作者簡(jiǎn)介：李剛（1976-），男，漢族，甘肅省武威市人，本科學(xué)歷，工程師，從事人工影響天氣工作。