人工影響天氣在農(nóng)業(yè)氣象防災(zāi)減災(zāi)中的應(yīng)用研究

關(guān)哲忠 陳煒欽 吳斌

摘要 隨著全球氣候變暖的加劇，我國各地區(qū)氣象災(zāi)害愈演愈烈，并憑借其種類繁多、發(fā)生頻次高、強度大等特點逐漸發(fā)展成為十大自然災(zāi)害之一。氣象災(zāi)害不僅會直接影響大眾的日常生產(chǎn)生活，甚至還會威脅大眾的生命健康安全。為盡可能減少氣象災(zāi)害造成的影響及損失，保障大眾的日常生活及農(nóng)業(yè)安全生產(chǎn)，積極開展人工影響天氣作業(yè)勢在必行?；诖?，概述了人工影響天氣作業(yè)，探討了人工影響天氣在農(nóng)業(yè)氣象防災(zāi)減災(zāi)中的應(yīng)用，并針對人工影響天氣在農(nóng)業(yè)氣象防災(zāi)減災(zāi)中存在的問題提出了相應(yīng)的發(fā)展措施，以供參考。

關(guān)鍵詞 人工影響天氣；農(nóng)業(yè)；氣象災(zāi)害；防災(zāi)減災(zāi)

中圖分類號：P48文獻標(biāo)識碼：B 文章編號：2095–3305（2023）07–0093-03

作為一項科學(xué)、有效的防災(zāi)減災(zāi)手段，人工影響天氣指的是在合適的時機，充分利用空中云水資源，并借助人工催化等技術(shù)手段干預(yù)局部區(qū)域大氣物理過程的一種常見的技術(shù)方式[1]。借助人工影響天氣可以有效改變局部地區(qū)的氣候條件，以最終達到人工增雨、防雹等氣象防災(zāi)減災(zāi)的目的。

南安市地處福建東南沿海，介于118°08′30″E118°36′20″E，24°34′30″N25°19′25″N之間，全市總面積為2 036 km2，其東南部臨近海洋，境內(nèi)地勢呈西北高、東南低的特點。南安市隸屬于南亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候區(qū)，表現(xiàn)出冬短溫暖而少雨、夏長無酷暑、雨水充沛等特點。南安市特殊的地形、氣候特點為水稻、玉米、花生等農(nóng)作物的種植和生長創(chuàng)造了良好條件。然而，隨著全球氣候異常變化，南安市干旱、冰雹等各種各樣的氣象災(zāi)害頻發(fā)，嚴(yán)重威脅了當(dāng)?shù)孛癖姷娜粘Ｉa(chǎn)生活，同時也使當(dāng)?shù)貧庀蠓罏?zāi)減災(zāi)工作面臨著巨大的壓力。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，人工影響天氣作業(yè)逐漸發(fā)展成為南安市氣象防災(zāi)減災(zāi)的一項常用技術(shù)措施，且在人工增雨抗旱、人工防雹等方面發(fā)揮著重要作用?；诖耍攸c探討了人工影響天氣在農(nóng)業(yè)氣象防災(zāi)減災(zāi)中的應(yīng)用及發(fā)展對策，對最大限度地降低氣象災(zāi)害造成的影響及損失、保障民眾的生命財產(chǎn)安全等具有重要意義。

1 人工影響天氣概述

人工影響天氣簡稱“人影”，這一概念主要是在全球加劇變暖的大背景下，為滿足大眾日常生產(chǎn)生活所需，盡可能減少氣象災(zāi)害造成的影響而采取的一種常見的科學(xué)技術(shù)手段。人工影響天氣技術(shù)始于20世紀(jì)40年代末期，是由美國朗格繆爾在實驗基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，這一技術(shù)在各個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也不例外。自1946年后人工降雨技術(shù)逐漸發(fā)展，并在實踐應(yīng)用當(dāng)中備受關(guān)注，同時其科學(xué)理論也在大量實踐當(dāng)中得到證實。

2 人工影響天氣在農(nóng)業(yè)氣象防災(zāi)減災(zāi)中的應(yīng)用

2.1 人工降雨

干旱是由于水分缺失而出現(xiàn)的一種常見氣象災(zāi)害，這一災(zāi)害現(xiàn)象發(fā)生時耕地土壤中的水分較少，無法滿足農(nóng)作物生長發(fā)育所需，最終導(dǎo)致糧食大幅減產(chǎn)甚至絕收，同時也使民眾的經(jīng)濟收益顯著下降。近些年來，隨著全球氣候變暖的加劇，南安市干旱災(zāi)害頻發(fā)，以每年的春季、夏季和秋季發(fā)生干旱災(zāi)害的頻率最高。春季正值農(nóng)作物播種與林木育苗的關(guān)鍵時期，對降水量的需求較大，此時一旦發(fā)生干旱災(zāi)害往往會影響種子的正常萌芽，使其發(fā)芽率明顯降低；夏季缺水將會導(dǎo)致農(nóng)作物植株生長遲緩，作物植株出現(xiàn)萎縮甚至死亡；秋旱將會直接影響農(nóng)作物的收成，導(dǎo)致農(nóng)作物的產(chǎn)量顯著下降，由此造成的損失無法估量。而且，嚴(yán)重的干旱災(zāi)害還會增加大眾日常生活與工作用水難度。在這一背景下，使用人工影響天氣來降雨顯得尤為重要。

現(xiàn)如今，人工降雨技術(shù)已經(jīng)較為成熟，也取得了顯著的降雨效果。所謂人工降雨指的是在自然降雨形成的條件下，人為對某些因素進行補充，使雨滴相互凝結(jié)或碰撞，最終以雨滴的形式降落下來的一種技術(shù)。在實施時應(yīng)當(dāng)與降雨區(qū)域的云層成分特點相結(jié)合，選擇有利的天氣時機，借助飛機、火箭等將碘化銀、干冰、鹽粉等各種類型的催化劑噴灑至對應(yīng)云層中，促使云層發(fā)生化學(xué)反應(yīng)最終引發(fā)降雨。云層的溫度不同，人工降雨的形式也存在一定的差異。當(dāng)干旱地區(qū)云層溫度高于0 ℃時，可以選擇鹽粉、尿素等具有較強吸濕性的粒子作為催化劑；若干旱地區(qū)云層溫度低于0 ℃，可以使用火箭彈將碘化銀傳送至云層中，這樣既可以加快冷云形成冰晶的速度，又能增加冰晶的密度，最終引發(fā)降雨。

大量實踐表明，降雨地區(qū)云層溫度位于-3 ℃左右時，人工降雨的效果最佳。人工降雨既可以有效緩解干旱災(zāi)害造成的不利影響，又能明顯改善空氣質(zhì)量，進而為當(dāng)?shù)剞r(nóng)林業(yè)的發(fā)展、生態(tài)環(huán)境保護作出突出貢獻。

2.2 人工防雹減災(zāi)

冰雹指的是從云層中降落的冰球或冰塊。這一氣象災(zāi)害發(fā)生時，往往伴隨大風(fēng)、雷雨等天氣現(xiàn)象，極易損壞正值生長期的農(nóng)作物的葉片、穗粒和莖稈，使農(nóng)作物大幅減產(chǎn)，農(nóng)民的經(jīng)濟收益顯著下降，嚴(yán)重時甚至還會危及生命。而使用人工影響天氣技術(shù)能夠有效減少冰雹災(zāi)害發(fā)生，且借助其預(yù)測功能還能有效預(yù)防冰雹災(zāi)害，進而盡可能減少冰雹造成的危害。

當(dāng)云層中出現(xiàn)水滴或冰晶時，在其運動過程中極易合并、凝結(jié)，在強烈的上升氣流的作用下將會被運送至含水量較高的云層中，進而為產(chǎn)生冰雹天氣現(xiàn)象創(chuàng)造有利條件。因此，人工防雹的重點主要是通過飛機播撒催化劑或發(fā)射炮彈破壞云層中的小冰晶，以阻礙冰雹的凝結(jié)過程，進而達到防治冰雹災(zāi)害的目的。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，人工防雹技術(shù)也取得了一定的成果，突出表現(xiàn)為以下2點：（1）將冰晶發(fā)射至含水量積累區(qū)的方式發(fā)生了明顯改變，由以往的高炮發(fā)展成為高射炮、火箭等，作業(yè)效率與精確性得到顯著提升；（2）延伸出了最新的冰雹預(yù)報系統(tǒng)，這一系統(tǒng)在天氣形勢基礎(chǔ)上，采用雷達等先進設(shè)備觀測云層結(jié)構(gòu)，并與多方資料相結(jié)合，通過計算精準(zhǔn)判斷冰雹，以達到預(yù)警的目的[2]。

另外，自21世紀(jì)以來，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展為信息傳播創(chuàng)造了有利條件。任何一種氣象災(zāi)害預(yù)警預(yù)報信息都能夠通過互聯(lián)網(wǎng)廣泛傳播與擴散，民眾可以據(jù)此做好相應(yīng)的防御準(zhǔn)備工作，以最大限度地減少氣象災(zāi)害造成的影響及損失。

2.3 人工消霧

霧即為懸浮在空氣中的大量的細(xì)小雨滴，以秋冬季節(jié)發(fā)生頻率最高，是自然界中常見的自然現(xiàn)象之一。霧天氣現(xiàn)象發(fā)生時也會對農(nóng)作物的正常生長產(chǎn)生一定程度的影響，使農(nóng)作物減產(chǎn)歉收，最終導(dǎo)致農(nóng)戶的經(jīng)濟收益不容樂觀。霧對農(nóng)作物的影響主要表現(xiàn)在以下3點：（1）大霧阻礙了農(nóng)作物的正常光合作用。而光合作用是農(nóng)作物生長的一項基礎(chǔ)重要環(huán)節(jié)，與光能資源的吸收、轉(zhuǎn)化與儲藏密切相關(guān)。一旦長時間出現(xiàn)大霧天氣現(xiàn)象，必然會導(dǎo)致農(nóng)作物出現(xiàn)矮小、萎靡、病變等不良現(xiàn)象；（2）部分霧氣中伴隨著一些植物病菌，一旦其附著農(nóng)作物表面，極易導(dǎo)致農(nóng)作物發(fā)生病變；（3）受到霧氣自身特點的影響，霧天氣現(xiàn)象發(fā)生時大氣環(huán)境濕度過高，不僅會導(dǎo)致農(nóng)作物莖稈軟弱，還會使其抗病性明顯下降，并為病菌入侵創(chuàng)造有利條件，對農(nóng)作物的生長極為不利[3]。

霧對農(nóng)作物的影響較為嚴(yán)重，主要包括臭霧、海霧、火霧等多種類型，每種類型對農(nóng)作物的影響也有所不同。其中臭霧極易導(dǎo)致農(nóng)作物發(fā)生病變；海霧會加速農(nóng)作物的枯萎速度；火霧會熏黃農(nóng)作物，甚至還會熏掉果實。人工消霧作為一種可以有效降低大霧對農(nóng)作物影響及損失的技術(shù)手段之一，其主要依據(jù)冰云、水云相互混合的原理，將干冰、甲烷、碘化銀等催化劑發(fā)射至農(nóng)作物上方的云層中，促使其產(chǎn)生冰晶，并達到消耗霧滴、產(chǎn)生降水的目的?？茖W(xué)技術(shù)的日新月異，各種各樣的新技術(shù)方法應(yīng)運而生，與此同時加熱法、動力法等也廣泛應(yīng)用于人工消霧工作，且應(yīng)用效果也較為顯著。

3 人工影響天氣在農(nóng)業(yè)氣象防災(zāi)減災(zāi)中存在的問題

盡管人工影響天氣作業(yè)在農(nóng)業(yè)氣象防災(zāi)減災(zāi)中的作用顯著，但在實際應(yīng)用過程中也存在各種各樣的問題，主要表現(xiàn)為以下2點。

3.1 缺少氣象專業(yè)的人才

現(xiàn)如今，雖然人工影響天氣作業(yè)取得了顯著成效，但在實際落實中暴露出氣象部門專業(yè)氣象人才短缺等問題，輕則影響當(dāng)?shù)厝斯び绊懱鞖庾鳂I(yè)成效，重則導(dǎo)致無法正常開展人工影響天氣作業(yè)[4]。另外，人工影響天氣作業(yè)部分技術(shù)操作難度較大，若非專業(yè)工作人員將會顯著增加安全隱患，加之空中航線數(shù)量的劇增，積極培養(yǎng)專業(yè)的氣象人才迫在眉睫。

3.2 技術(shù)成本較高

當(dāng)前，盡管人工影響天氣在各行各業(yè)得到廣泛應(yīng)用，但其技術(shù)方面的缺陷仍不容忽視。要想使人工影響天氣的功能與作用得到充分發(fā)揮，必須與復(fù)雜多變的天氣條件相結(jié)合，以有效彌補技術(shù)存在的缺陷。而部分技術(shù)在應(yīng)用時必須借助高射炮、火箭、飛機等先進設(shè)備，且在此過程中還要播撒大量的干冰、碘化銀等催化劑才能達到降雨的目的，因此導(dǎo)致該技術(shù)成本較高，大多數(shù)以農(nóng)業(yè)發(fā)展為主的地區(qū)要想運用人工影響天氣技術(shù)必然會面臨著巨大的經(jīng)濟壓力。因此，在技術(shù)開發(fā)時應(yīng)綜合考慮設(shè)備、技術(shù)的成本，以盡可能地使用較少的投入以換取較高的經(jīng)濟收益[5]。各地區(qū)氣候不同，當(dāng)?shù)夭块T必須針對各個區(qū)域開展技術(shù)改良與創(chuàng)新，以確保人工影響天氣技術(shù)能夠與地區(qū)發(fā)展需求相結(jié)合。

4 人工影響天氣發(fā)展思考

4.1 增強防災(zāi)減災(zāi)意識，提高防災(zāi)減災(zāi)效果

氣象部門相關(guān)負(fù)責(zé)人應(yīng)密切關(guān)注防災(zāi)減災(zāi)的動態(tài)，使當(dāng)?shù)孛癖姷姆罏?zāi)減災(zāi)意識實現(xiàn)顯著增強。尤其是在干旱、冰雹等氣象災(zāi)害發(fā)生頻率較高的時間段內(nèi)，必須事先安排好人工影響天氣作業(yè)事項，并保證各項作業(yè)設(shè)施設(shè)備均位于正常工作狀態(tài)[6]。另外，還要在這一領(lǐng)域加大人力物力投入力度，通過免費發(fā)放宣傳手冊、開展人工影響天氣技術(shù)、防旱防汛專題講座等多種形式，向民眾普及氣象災(zāi)害知識和人工影響天氣技術(shù)，使其充分意識到氣象災(zāi)害造成的嚴(yán)重危害，并掌握一定的預(yù)防措施，以確保及時防御氣象災(zāi)害。

4.2 強化人工影響天氣作業(yè)隊伍建設(shè)

為穩(wěn)定人工影響天氣作業(yè)隊伍，氣象部門應(yīng)提升工作人員的保障水平，切實解決工作人員工資、保險等各項福利待遇。首先，聘用年輕化、專業(yè)化的人員，加強其繼續(xù)教育與在職培訓(xùn)，結(jié)合當(dāng)?shù)厝斯び绊懱鞖忾_展的實際情況，定期組織工作人員參加知識與技能培訓(xùn)，主要包括作業(yè)裝備操作、彈藥的使用與管理、作業(yè)流程等。其次，并適時開展操作演練，以構(gòu)建一支素質(zhì)高、技能水平過硬的人工影響天氣作業(yè)隊伍。最后，完善人員管理與激勵機制，健全工作人員聘用、培訓(xùn)、考核、獎勵、保障等一系列配套設(shè)施，從而增強人工影響天氣作業(yè)的穩(wěn)定性，顯著提升其技能水平[7]。

4.3 構(gòu)建完善的人工影響天氣安全監(jiān)管體系

氣象部門應(yīng)建立健全安全監(jiān)管體系，并嚴(yán)格遵循“逐級負(fù)責(zé)、責(zé)任到人”的原則。首先，制定嚴(yán)格的規(guī)章制度，以避免發(fā)生人工影響天氣作業(yè)安全事故。其次，氣象、公安、軍事等各部門應(yīng)與鄉(xiāng)鎮(zhèn)各單位密切協(xié)作，嚴(yán)格做好空域申請、存儲彈藥、工作人員安全等的監(jiān)督與檢查工作。再次，還要重視彈藥、作業(yè)裝備的安全管理，嚴(yán)格做好工作人員的安全知識教育培訓(xùn)工作，以確保人員安全性。最后，還要不斷優(yōu)化人工影響天氣作業(yè)布局，并逐步完善安全事故應(yīng)急預(yù)案，使工作人員面對突發(fā)事件的應(yīng)急處理能力得到顯著提高[8]。

4.4 加大經(jīng)費投入力度

首先，相關(guān)部門應(yīng)在人工影響天氣事業(yè)上加大財政投入力度，并將該項作業(yè)納入同級財政預(yù)算。還要與當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展?fàn)顩r、年度人工影響天氣作業(yè)計劃相結(jié)合穩(wěn)定增加資金投入。其次，逐步拓寬投入渠道，盡可能爭取社會資金參與其中，構(gòu)建水利、農(nóng)業(yè)、煙草等受益行業(yè)投入機制，以確保有充足的資金用于優(yōu)化作業(yè)站點布局，并及時對作業(yè)站點基礎(chǔ)設(shè)施與人工影響天氣作業(yè)裝備進行更新與完善。最后，嚴(yán)格做好人工影響天氣作業(yè)的經(jīng)費管理工作，從而顯著提升人工影響天氣作業(yè)經(jīng)費的使用效益[9]。

4.5 加大科研力度，積極更新技術(shù)設(shè)備

首先，氣象部門應(yīng)深層剖析人工影響天氣技術(shù)，積極改善與提升現(xiàn)有的人工影響天氣技術(shù)，以更好地服務(wù)于防災(zāi)減災(zāi)工作，進而最大限度地降低氣象災(zāi)害造成的影響及損失。其次，氣象部門還要積極引進先進的儀器設(shè)備，并做好統(tǒng)一管理工作。一旦發(fā)現(xiàn)儀器設(shè)備使用時間較長且部分功能喪失，必須及時向上級匯報。同時還要定期做好各儀器設(shè)備的維修維護工作，以保證各設(shè)備均正常工作。最后，政府部門應(yīng)切實將人工影響天氣作業(yè)納入民生范圍，并在這一領(lǐng)域加大資金投入力度，使人工影響天氣作業(yè)的規(guī)范性、實效性與安全性得到顯著提升[10]。

5 結(jié)束語

盡管人工影響天氣在農(nóng)業(yè)氣象防災(zāi)減災(zāi)中的應(yīng)用取得了顯著成效，但是防災(zāi)減災(zāi)的任務(wù)與形勢依然相當(dāng)嚴(yán)峻，尤其是區(qū)域性、局部性的氣象災(zāi)害仍無法得到有效防治，這就針對人工影響天氣作業(yè)提出了更加嚴(yán)格的要求。因此，相關(guān)部門必須結(jié)合當(dāng)?shù)厝斯び绊懱鞖庾鳂I(yè)存在的各種問題，采取不同的解決方案，盡可能安全、高效開展人工影響天氣作業(yè)。另外，還應(yīng)增強廣大民眾的防災(zāi)減災(zāi)意識，強化人工影響天氣作業(yè)隊伍建設(shè)，并加大科研力度，積極更新技術(shù)設(shè)備等以提升人工影響天氣技術(shù)的應(yīng)用水平，進而使其農(nóng)業(yè)防災(zāi)避災(zāi)、保障民眾生命財產(chǎn)安全的作用與功能得到充分發(fā)揮。

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Application of Weather Modification in Agrom-eteorological Disaster Prevention and Reduction

Guan Zhe-zhong et al（Nanan Mete-orological Bureau， Nanan， Fujian 362300）

Abstract With the intensification of global warming， meteorological disasters in various regions of China are becoming more and more serious， and have gradually developed into one of the ten natural disasters with the characteristics of wide variety， high frequency and high intensity. Meteorological disasters will not only directly affect the daily production and life of the public， but also threaten the life， health and safety of the public. In order to minimize the impact and loss caused by meteorological disasters， and ensure the daily life of the public and agricultural production safety， it is imperative to actively carry out weather modification operations. Based on this， the weather modification operation was summarized， the application of weather modification in agrometeorological disaster prevention and mitigation was discussed， and the development thinking is put forward for reference.

Key words Weather modification; Agriculture; Meteorological disasters; Disaster prevention and mitigation