人工影響天氣在赤峰市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)種植中的應(yīng)用探討

內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市氣象局 張俊成

前言

人工影響天氣顧名思義就是指借助人工手段，對局部天氣進(jìn)行影響，進(jìn)而達(dá)到滿足區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)種植需求，減少災(zāi)害發(fā)生的效果。隨著近年來農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害發(fā)生頻率的不斷增加，農(nóng)業(yè)種植生產(chǎn)過程中，受到的旱災(zāi)、霜凍、冰雹影響愈發(fā)嚴(yán)重，給農(nóng)業(yè)種植帶來了極大損失。因此，加強(qiáng)對于人工影響天氣相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用和研究是十分有必要的。

1 赤峰市農(nóng)業(yè)氣候特點(diǎn)

赤峰市位于內(nèi)蒙古自治區(qū)東南部，屬于中溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候，春季干旱多大風(fēng)，夏季短促炎熱，多雨水，秋季短促，氣溫下降較快，而且霜凍降臨早，冬季漫長寒冷，整體氣候環(huán)境情況對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)種植而言，相對較為惡劣。全年平均氣溫在0～7℃左右，極端天氣最低氣溫可低至零下27℃，7月最熱，平均氣溫在20～24℃之間。5～9月日照時(shí)間可長達(dá)12h以上[1]。

2 人工影響天氣在赤峰市農(nóng)業(yè)種植中的實(shí)際應(yīng)用對策

2.1 人工增雨

人工增雨主要是指區(qū)域環(huán)境較為干旱的情況下，不利于農(nóng)作物生長發(fā)育，可通過人工影響天氣的方式進(jìn)行干預(yù)，利用自然降水原理和人工降雨操作，結(jié)合不同云層的特點(diǎn)和情況，借助飛機(jī)等設(shè)施向其中噴灑降雨催化劑，如干冰、鹽粉等，促使云滴迅速凝結(jié)碰撞，形成雨滴，下降到地面，以此在保障低成本投入的情況下，確保農(nóng)作物能夠正常生長。

赤峰地區(qū)本身春季干旱情況較為嚴(yán)重，相比之下四月下旬左右降水量相對較為集中，因此大田農(nóng)作物播種時(shí)期多集中在此階段，但與此同時(shí)，赤峰地區(qū)年際降水量變化情況較為明顯，大部分年份這一時(shí)期的降水量小于10mm，干旱情況明顯，對當(dāng)?shù)卮翰ビ绊憞?yán)重.因此，需要通過人工增雨的方式緩解農(nóng)業(yè)種植過程中的干旱問題。

常見的人工增雨技術(shù)措施主要包括以下幾種。

第一，冷云催化。當(dāng)冷云溫度低于0℃時(shí)，影響降雨的主要因素為冰晶濃度，在冰晶濃度達(dá)到1個(gè)/升或者更高量級的情況下，其降水效率會有明顯提升。因此，在實(shí)際進(jìn)行人工增雨的過程中，針對冰晶濃度較低的自然云，可通過在過冷卻位置噴灑成冰催化劑，增加冰晶濃度，能夠有效提高降水效率。根據(jù)相關(guān)試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，冷云催化人工影響天氣措施，能夠增加10%～20%左右的降水量。對于冷云催化而言，主要催化條件為冷云溫度，對于自然云而言，通常云頂溫度最低，因此在預(yù)計(jì)云中自然冰晶濃度時(shí)，通常以云頂溫度為參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)云頂溫度下降到一定程度時(shí)，通常云內(nèi)已經(jīng)形成大量冰晶，若此時(shí)施加催化劑，其降水效果實(shí)際并不顯著。若云頂溫度過高，如碘化銀等催化劑的成冰能力會有所下降，增雨效果也并不好，因此，應(yīng)合理進(jìn)行云頂溫度的檢測以及內(nèi)部冰晶濃度的估算，以此最大程度上保障催化降雨效果，經(jīng)試驗(yàn)檢測分析可知，云頂溫度在零下10～25℃時(shí)，人工降水效果最為顯著。

第二，暖云催化。溫度在0℃以上的暖云，其降水原理為云滴碰撞形成雨滴降落，經(jīng)過試驗(yàn)研究和計(jì)算發(fā)現(xiàn)，云滴越大，碰撞增長越快，當(dāng)云滴的半徑達(dá)到0.04mm時(shí)，碰撞后能夠迅速形成雨滴，因此，在進(jìn)行人工增雨時(shí)，可在大云滴濃度較小的自然云中播撒半徑超過0.04m的水滴，以此實(shí)現(xiàn)降雨，但直接播撒水滴需要消耗的水量較大，成本較高，可通過在其中播撒吸濕性物質(zhì)顆粒或者溶液滴的方式進(jìn)行處理，此方式僅需要用到原有水量的1/10即可達(dá)到降水目的。

第三，動力催化。在進(jìn)行冷云催化時(shí)，會產(chǎn)生大量冰晶，同時(shí)也會釋放其中潛在的熱量，這些熱量會成為積云的宏觀動力，進(jìn)而增加降水。在播撒成冰催化劑之后，云中會形成大量冰晶，同時(shí)釋放熱量，提高云中局部溫度，使得云體內(nèi)外出現(xiàn)溫差，進(jìn)而增加整體浮力，使得積云上升、云體增大，同時(shí)也會增加云體內(nèi)水分總量，進(jìn)而強(qiáng)化降雨效果。即便動力催化與冷云催化所使用的催化劑相同，但二者的著眼點(diǎn)和催化原理不同，相比之下，想要達(dá)到良好的降雨效果，動力催化所需要的催化劑更多[2]。

2.2 人工增雪

人工增雪也是解決區(qū)域季節(jié)性干旱的重要措施，與人工增雨的原理相同，主要是通過高射炮、火箭、飛機(jī)等方式撒播催化劑，或者在地面布置Agl燃燒爐將催化劑送入云中，以此達(dá)到催化增雪效果。人工增雪由于本身難度較大，因此對于天氣條件要求更高，一方面，需要具備充足的水汽，要求冷云中包含充足的小水滴和小雪晶，通過噴灑催化劑，促使雪晶快速增長并克服浮力落到地面。另一方面，對云層的厚度、高度等也有一定要求，過厚、過高或者過低的云層都不利于人工降雪作業(yè)。冬季人工降雪不僅有助于改善土壤干旱問題，補(bǔ)充水量，而且還能夠有效抑制病蟲害發(fā)生，為次年農(nóng)作物的種植栽培提供良好的環(huán)境條件。

2.3 人工防霜

霜凍是農(nóng)業(yè)種植過程中的主要危害之一，對于農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量均有嚴(yán)重影響，對此在農(nóng)業(yè)種植的過程中加強(qiáng)對于防霜凍措施的重視和研究是十分有必要的。尤其對于赤峰市而言，其一年中寒冷天氣占比較高，而且溫差較大，不利于作物播種和生長發(fā)育。在幼苗培育和移栽期間，赤峰市存在持續(xù)低溫天氣，低溫冷害發(fā)生頻率在9%左右，極端低氣溫甚至可達(dá)到零下31.4℃，此外，在10月和11月，寒潮和冷空氣的出現(xiàn)頻率相對較高，并伴有大風(fēng)，對于農(nóng)業(yè)種植影響十分嚴(yán)重，當(dāng)前常見的人工防霜措施主要為煙熏處理，根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際天氣情況，選擇適當(dāng)時(shí)間，在作物種植區(qū)域進(jìn)行燃燒煙熏，以此調(diào)節(jié)農(nóng)作物周圍環(huán)境溫度，降低霜凍影響。

2.4 人工防雹

冰雹天氣對于農(nóng)作物危害影響嚴(yán)重，而且常伴隨大風(fēng)、雷暴等不良現(xiàn)象，破壞性較強(qiáng)，主要損壞植物莖葉和果實(shí)，降低農(nóng)作物質(zhì)量和產(chǎn)量。經(jīng)過對赤峰市天氣情況的統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，其冰雹天氣出現(xiàn)的概率相對較高，時(shí)間較長，長達(dá)25～36天左右，冰雹天氣多出現(xiàn)在夏季，其次是春季，在午后大氣對流較為明顯的階段最容易發(fā)生。因此，在實(shí)際進(jìn)行人工影響天氣作業(yè)的過程中，春、夏季人工防雹需要引起重視。

在實(shí)際進(jìn)行人工防雹作業(yè)的過程中，通過撒播催化劑、爆炸等人工方式影響云層，抑制云層中冰雹的形成和生長，以此避免冰雹降落。人工防雹的主要作業(yè)內(nèi)容包括冰雹預(yù)報(bào)、防雹措施以及效果檢驗(yàn)。

首先，在進(jìn)行防雹處理之前，需要做好相應(yīng)準(zhǔn)備工作，識別冰雹云，明確冰雹可能發(fā)生的時(shí)間、強(qiáng)度。

其次，采取合理防雹措施。常見防雹方式包括以下兩種：其一，播撒成冰催化劑，以此在冰雹云中形成大量人工冰雹胚胎，在冰雹胚胎發(fā)育的過程中，會與自然胚胎爭奪水分，實(shí)現(xiàn)對于水分的有效分散處理，促使胚胎難以形成大冰雹，常見的播撒方式為火箭、高射炮和飛機(jī)等，此外，還可以在冰雹云的中下部播撒吸濕核，以此控制冰雹生長。其二，爆炸法，該技術(shù)措施主要是利用高射炮等工具，轟擊冰雹云，以此限制冰雹成長[3]。

最后，對防雹效果進(jìn)行檢驗(yàn)，保障人工防雹處理的有效性，避免冰雹災(zāi)害的發(fā)生給農(nóng)業(yè)種植帶來巨大損失。

3 人工影響天氣在實(shí)際應(yīng)用中的注意要點(diǎn)

3.1 構(gòu)建人工影響天氣安全體系

在實(shí)際進(jìn)行人工影響天氣作業(yè)的過程中，需要使用到火箭、高射炮、飛機(jī)以及人工彈藥等工具，因此存在一定安全風(fēng)險(xiǎn)隱患，為保障人工影響天氣作業(yè)質(zhì)量效果以及安全性，確保工作的順利開展和推進(jìn)，需要加強(qiáng)對作業(yè)安全性的管理和控制。對此，應(yīng)結(jié)合實(shí)際工作流程和需求，建立完善的安全體系。

首先，結(jié)合實(shí)際工作流程和內(nèi)容，建立相應(yīng)責(zé)任體系，確保政府、公安以及氣象等相關(guān)部門明確自身責(zé)任，并承擔(dān)自身工作職責(zé)，保障工作內(nèi)容得到有效落實(shí)，避免出現(xiàn)玩忽職守的情況，為人工影響天氣作業(yè)埋藏安全隱患。同時(shí)制定安全管理監(jiān)督條例和應(yīng)急預(yù)案，全面實(shí)現(xiàn)安全管控。

其次，構(gòu)建溝通交流體系，加強(qiáng)各部門之間的溝通交流和協(xié)調(diào)合作，構(gòu)建安全管理協(xié)作機(jī)制，保障有效、準(zhǔn)確地傳達(dá)各項(xiàng)工作內(nèi)容，確保相關(guān)管理制度得到貫徹落實(shí)。

再次，加強(qiáng)對于人工影響天氣相關(guān)裝備、彈藥以及作業(yè)過程的管理和監(jiān)控，建立裝備物資動態(tài)管理系統(tǒng)以及人工影響天氣作業(yè)監(jiān)控指揮系統(tǒng)，強(qiáng)化安全管理控制。

最后，加強(qiáng)對于相關(guān)工作人員的培訓(xùn)和管理，提升參與人員的安全意識和責(zé)任意識，確保人工影響天氣能夠?yàn)檗r(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供良好的支持和保障。

3.2 加強(qiáng)區(qū)域天氣情況監(jiān)督分析

基于上述對人工影響天氣作業(yè)的分析以及應(yīng)用方法的研究，可知不同人工影響天氣措施針對不同的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害，對于天氣條件也有著不同要求，因此，為保障人工影響天氣在農(nóng)業(yè)種植中應(yīng)用的有效性，需要加強(qiáng)對于區(qū)域天氣情況的監(jiān)督，以此為后續(xù)影響方法、作業(yè)時(shí)機(jī)的確定提供可靠支持和參考。在實(shí)際進(jìn)行天氣監(jiān)督的過程中，需要注意以下要點(diǎn)內(nèi)容。

第一，提前對區(qū)域天氣情況進(jìn)行考察分析，并與專家展開交流，進(jìn)一步明確區(qū)域降水量、降水范圍以及持續(xù)時(shí)間，并在此基礎(chǔ)上，制定區(qū)域農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)專題，將其上報(bào)至政府以及農(nóng)業(yè)管理相關(guān)部門。第二，提前下發(fā)人工影響天氣潛勢預(yù)報(bào)以及相關(guān)通知，并積極與當(dāng)?shù)貧夂虿块T進(jìn)行溝通交流，聯(lián)合展開人工增雨、防雹等相應(yīng)人工影響天氣作業(yè)。第三，借助電視、廣播、微博、微信以及短信等公共平臺和媒介發(fā)布災(zāi)害預(yù)警信息和天氣預(yù)報(bào)，確保當(dāng)?shù)啬軌蜃龊孟鄳?yīng)防災(zāi)減災(zāi)準(zhǔn)備工作。第四，在適當(dāng)時(shí)機(jī)展開人工影響天氣作業(yè)，嚴(yán)格按照專題計(jì)劃落實(shí)作業(yè)，保障防災(zāi)減災(zāi)效果，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)種植提供良好保障。

3.3 人工影響天氣前期準(zhǔn)備工作

為保障人工影響天氣作業(yè)的順利推進(jìn)和有效落實(shí)，在實(shí)際開展作業(yè)前應(yīng)做好前期準(zhǔn)備工作。一方面，相關(guān)管理執(zhí)行部門，應(yīng)提前將人工影響天氣作業(yè)相關(guān)信息進(jìn)行公告，并針對作業(yè)人員展開前期培訓(xùn)，了解人工影響天氣作業(yè)流程以及操作要點(diǎn)等，并辦理人身安全保險(xiǎn)，同時(shí)加強(qiáng)對相關(guān)裝備的檢修、保養(yǎng)和維護(hù)管理，確保裝備狀態(tài)正常，保障作業(yè)安全。另一方面，相關(guān)部門還需要做好后勤保障工作、經(jīng)費(fèi)預(yù)算管理、彈藥采購以及安全檢查等，確保管理制度得到有效落實(shí)。除此之外，還應(yīng)根據(jù)實(shí)際作業(yè)需求，合理對作業(yè)站點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，包括位置以及配置等多個(gè)方面，持續(xù)優(yōu)化作業(yè)結(jié)構(gòu)、方法等，提升作業(yè)能效，在保障作業(yè)效果的同時(shí)，降低成本投入，全面確保人工影響天氣作業(yè)效果和能力[4]。

3.4 控制人工影響天氣作業(yè)時(shí)間

為保障災(zāi)害預(yù)防效果，人工影響天氣作業(yè)時(shí)機(jī)的控制是十分重要的。對此，應(yīng)加強(qiáng)對于當(dāng)?shù)靥鞖庖约岸唐谔鞖獾谋O(jiān)控和預(yù)測，以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全以及農(nóng)業(yè)種植需求為核心，合理利用自然云汽資源，積極主動展開人工影響天氣作業(yè)，合理制定作業(yè)計(jì)劃。對于干旱情況較為嚴(yán)重的春季和秋季，空氣相對更為干燥，因此也是重點(diǎn)防火階段，需要與相關(guān)部門進(jìn)行協(xié)同交流，展開人工增雨工作，以此保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全。對于寒潮、冷空氣高發(fā)季節(jié)，如10月、11月、4月、12月和3月，應(yīng)建立天氣預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng)，多部門展開協(xié)同預(yù)防工作，合理采取相應(yīng)人工影響天氣措施，如對流季節(jié)的防雹措施等。除此之外，還應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)剞r(nóng)作物種植情況，根據(jù)作物生長發(fā)育需求，合理制定作業(yè)部署方案，在防災(zāi)免災(zāi)的同時(shí)，輔助農(nóng)業(yè)種植發(fā)展。由于天氣情況本身變化無常，為強(qiáng)化人工影響天氣作業(yè)效果，還應(yīng)進(jìn)一步提高反應(yīng)速度和作業(yè)速度，在出現(xiàn)突發(fā)情況時(shí)，需要把握好處理時(shí)機(jī)，最大程度上避免自然氣候?yàn)?zāi)害給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)種植帶來的不良影響。

3.5 強(qiáng)化人工影響天氣彈藥管理

人工影響天氣作業(yè)涉及的內(nèi)容、物料以及部門相對較多，為保障作業(yè)順利推進(jìn)，需要加強(qiáng)對于人工影響天氣作業(yè)當(dāng)中彈藥管理的重視。

第一，為各個(gè)作業(yè)站配備專業(yè)防爆箱和智慧平臺，定期進(jìn)行檢查，嚴(yán)格規(guī)劃、審批作業(yè)空域。第二，加強(qiáng)彈藥質(zhì)量管理，確保彈藥質(zhì)量，嚴(yán)禁不達(dá)標(biāo)彈藥進(jìn)入倉庫，做好入庫檢查工作，并定期對庫內(nèi)彈藥質(zhì)量、性能以及使用期限進(jìn)行檢查，妥善處置過期或者故障彈藥。第三，結(jié)合區(qū)域?qū)嶋H氣候特點(diǎn)以及人工影響作業(yè)需求，制定彈藥采購計(jì)劃，展開預(yù)算編制，避免人工影響天氣作業(yè)受到影響。第四，構(gòu)建彈藥管理系統(tǒng)，嚴(yán)格控制彈藥出入庫管理，明確每顆彈藥的狀態(tài)和用途。第五，加強(qiáng)對于相關(guān)工作人員資質(zhì)、能力的檢驗(yàn)，確保其持證上崗，具備實(shí)踐操作能力。第六，加強(qiáng)對于不同天氣情況的監(jiān)控和分析，并結(jié)合實(shí)際災(zāi)害情況，如云層頂端的溫度、云層內(nèi)部冰晶濃度、雪晶濃度等，以此合理選擇人工影響天氣的方法，確保人工影響天氣作業(yè)的針對性以及有效性[5]。

4 結(jié)語

綜上所述，赤峰市本身氣候情況較差，存在干旱、雨水集中等不良情況，對于當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)種植產(chǎn)生了極大影響，在此情況下，為降低自然氣候?yàn)?zāi)害對農(nóng)業(yè)種植的影響，需要根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況、天氣變化特點(diǎn)，合理采用人工影響天氣的方式，如人工增雨、增雪，防雹、防霜措施，結(jié)合實(shí)際需求，選擇合理的催化劑。此外，為保障人工影響天氣作業(yè)效果，同時(shí)還需要構(gòu)建作業(yè)安全管理體系，加強(qiáng)對于天氣情況的監(jiān)控和預(yù)測分析，并以此為依據(jù)明確作業(yè)時(shí)間，加強(qiáng)對于彈藥等方面的管理重視，充分滿足人工影響天氣作業(yè)要求，保障作業(yè)效果。