從自動(dòng)化到智能化！盤點(diǎn)那些人工影響天氣的硬核裝備

唐淼

人工影響天氣的高炮

人工影響天氣，其目的是人類基于生產(chǎn)、生活的需要，希望促使天氣能向有利方向發(fā)展，以幫助人們實(shí)現(xiàn)從看天吃飯到知天而作再到向天要水的跨越。

作為新興學(xué)科，人工影響天氣發(fā)展歷程如何？在什么條件下可以開展人工影響天氣作業(yè)？我國(guó)人工影響天氣作業(yè)有哪些裝備？讓我們一起揭開氣象工作者化云為雨的奧秘。

現(xiàn)代化作業(yè)裝備——科技賦能耕云播雨更“智慧”

隨著科技進(jìn)步和氣象現(xiàn)代化深入推進(jìn)，人工影響天氣作業(yè)裝備正逐步走向自動(dòng)化乃至智能化。如今的人工影響天氣作業(yè)裝備由最初的土炮變?yōu)榛鸺⒏吲?、無人機(jī)等，我國(guó)人工影響天氣的裝備和技術(shù)水平總體上已處于世界先進(jìn)地位。

人工影響天氣作業(yè)裝備分為地面作業(yè)裝備和空中作業(yè)裝備，主要包括高炮、火箭、飛機(jī)及其附屬裝置。這些裝備是實(shí)現(xiàn)人工影響天氣的重要手段。

地面作業(yè)裝備——操作便利的增雨防雹好手

地面作業(yè)裝備是指高炮、火箭和地面燃燒爐。地面作業(yè)裝備可以用于不同地形，且適用于對(duì)飛機(jī)難以進(jìn)入的對(duì)流云進(jìn)行人工增雨和防雹作業(yè)。其具備催化劑播撒路徑長(zhǎng)、彈藥發(fā)射高度高、操作便利、流動(dòng)作業(yè)能力強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)發(fā)射彈道的準(zhǔn)確度、穩(wěn)定性、燃燒功能等有較高要求。

“轟……”伴隨著隆隆巨響，人工影響天氣的高炮射出的炮彈在空中劃出一道道白色的軌跡。目前，我國(guó)主要使用37 毫米高炮進(jìn)行人工影響天氣作業(yè)，此外還有“65 式”和“75式”雙管37 毫米高炮可用于人工影響天氣作業(yè)。高炮由自動(dòng)機(jī)、瞄準(zhǔn)機(jī)、炮車組成，作業(yè)時(shí)，利用火藥燃燒時(shí)產(chǎn)生的氣體能量將裝有催化劑（碘化銀）的彈丸發(fā)射到有大量積雨云的高空，以爆炸和爆震產(chǎn)生的沖擊波把催化劑播撒到云中，使催化劑在云中產(chǎn)生大量人造冰核，從而啟動(dòng)或加速雹云、雨云的云水轉(zhuǎn)化，達(dá)到增雨防雹的目的。

我國(guó)人工影響天氣火箭發(fā)射裝置包括車載式、牽引式及固定式。作業(yè)時(shí)，火箭彈從發(fā)射架中高速打入3 000 米至7 000 米的高空，燃燒引線，點(diǎn)燃火箭彈戰(zhàn)斗部中的催化劑，通過燃燒進(jìn)行催化劑播撒，從而達(dá)到增雨防雹的目的。近年來，自動(dòng)遙控和體播撒火箭技術(shù)已經(jīng)成熟并列裝使用。

地面煙爐

人工影響天氣火箭具有運(yùn)輸便捷、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，且增雨催化效果較好，但受空域使用限制，使用火箭彈需提前向空管部門申請(qǐng)，以免影響空中航線安全。

地面煙爐是固定在山地迎風(fēng)坡上地勢(shì)較高處的地基人工增雨設(shè)施。通過點(diǎn)燃煙條，燃燒催化劑，利用迎風(fēng)坡上升氣流使粒子進(jìn)入云中，達(dá)到增雨（雪）的目的。煙爐作業(yè)點(diǎn)的設(shè)置需要特定的條件，常用于山區(qū)地形云人工增雨（雪）作業(yè)，通常用于春、秋、冬季森林防火。其優(yōu)點(diǎn)是安全性能高、作業(yè)成本低、便于遙控、不需空域申請(qǐng)。另外，在冬季大雪封山時(shí)或人跡罕至的地方，也可以進(jìn)行作業(yè)，因此，地面煙爐可以和人工增雨高炮、火箭作業(yè)互為補(bǔ)充。

空中作業(yè)裝備——鉆到云中化云為雨

空中作業(yè)裝備一般指作業(yè)飛機(jī)和機(jī)載作業(yè)裝備。據(jù)2021 年統(tǒng)計(jì)，全國(guó)仍在服役的人工影響天氣作業(yè)飛機(jī)約54 架，有6 架國(guó)家級(jí)人工影響天氣高性能作業(yè)飛機(jī)。

1958 年，吉林省利用改裝后的“圖- 2”飛機(jī)成功地使用干冰進(jìn)行人工增雨，開啟了我國(guó)現(xiàn)代人工影響天氣事業(yè)的新紀(jì)元。經(jīng)過半個(gè)多世紀(jì)的風(fēng)雨，我國(guó)飛機(jī)人工影響天氣事業(yè)顯著發(fā)展，形成了以國(guó)產(chǎn)增雨飛機(jī)為主、進(jìn)口機(jī)型為輔、增雨無人機(jī)快速發(fā)展的新格局，譜寫了中國(guó)特色人工影響天氣事業(yè)的新篇章。

4 月3 日，河北省衡水市出現(xiàn)明顯降水天氣，市氣象局首次開展無人機(jī)增雨作業(yè)，與地面火箭增雨相結(jié)合，緩解旱情，助力春耕、春播

飛機(jī)進(jìn)行人工影響天氣作業(yè)就要“鉆到云里去”。作業(yè)前，作業(yè)人員會(huì)根據(jù)云的高度、范圍、厚度等獲取實(shí)時(shí)的氣象與云信息，并進(jìn)行綜合分析。利用飛機(jī)攜帶的制冷劑、人工冰核、吸濕劑等催化劑，通過飛機(jī)上的專用設(shè)備向云中播撒，改變?cè)浦形⑽锢磉^程從而促使降水，實(shí)現(xiàn)增雨和增雪。

飛機(jī)人工增雨機(jī)動(dòng)性強(qiáng)，可直接將催化劑播入云中指定部位，播撒均勻、覆蓋范圍廣，是云內(nèi)播撒催化劑的優(yōu)選方式，適用于對(duì)層狀可降水云系的連續(xù)增雨作業(yè)。另外，飛機(jī)攜帶碘化銀煙條，燃燒一根相當(dāng)于十幾枚火箭彈的播撒劑量，具有催化作業(yè)面積大、增雨效果好的特點(diǎn)，大大提高了精準(zhǔn)作業(yè)能力和水平。

我們熟知的“新舟60”人工增雨飛機(jī)、“空中國(guó)王350”人工增雨飛機(jī)已經(jīng)成為業(yè)界“網(wǎng)紅”。它們具備能夠應(yīng)對(duì)不同地貌、云況的飛行能力，能勝任更遠(yuǎn)航程或一些特別任務(wù)。裝載的各種先進(jìn)設(shè)備，例如全套機(jī)載大氣探測(cè)系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)識(shí)別作業(yè)條件；高度集成的任務(wù)集成系統(tǒng)，能為機(jī)上作業(yè)人員根據(jù)觀測(cè)結(jié)果快速?zèng)Q策提供依據(jù)；完備的衛(wèi)星空地通信系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)空地一體化實(shí)時(shí)指揮與監(jiān)控，確保地面指揮人員實(shí)時(shí)跟蹤云中作業(yè)條件，指揮空中探測(cè)和作業(yè)等。

無人機(jī)是利用無線電遙控設(shè)備和程序控制裝置操縱的不載人飛機(jī)。用于人工影響天氣作業(yè)的無人機(jī)具備遠(yuǎn)距離氣象探測(cè)能力、大氣數(shù)據(jù)采集能力和增雨催化劑播撒能力，同時(shí)需擁有可靠的防冰除冰能力和復(fù)雜氣象條件下的作業(yè)能力。無人機(jī)在人工影響天氣作業(yè)中的應(yīng)用將極大提高人工影響天氣作業(yè)的效能，豐富人工影響天氣作業(yè)手段。無人機(jī)增雨具有安全風(fēng)險(xiǎn)低、作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)、機(jī)動(dòng)性好、執(zhí)行率高等特點(diǎn)，在近年來的增雨抗旱中，大型無人機(jī)與有人飛機(jī)作業(yè)形成互補(bǔ)，提升了全時(shí)空、全地形人工影響天氣的能力。目前，“雙尾蝎A”人工影響天氣無人機(jī)、“翼龍-2H”人工增雨型無人機(jī)都已在人工影響天氣作業(yè)中大顯身手。

人工影響天氣已經(jīng)成為我國(guó)防災(zāi)減災(zāi)、生態(tài)文明建設(shè)等領(lǐng)域的有力手段。隨著技術(shù)不斷發(fā)展、能力不斷提升，人工影響天氣還將在趨利避害、生態(tài)文明建設(shè)中發(fā)揮越來越重要的作用。