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人工影响天气知多少?

发布时间:2020-02-05 17:21来源: 未知
「科普」人工影响天气知多少?

内蒙古自治区属干旱、半干旱气候,气候干燥、降水少,降水量季节分配不均且年季变率大,干旱发生频繁。内蒙古全区遭受的各种自然灾害中,旱灾占45%左右,居各类灾害之首。

从全区范围看,除大兴安岭和岭东部分地区属湿润、半湿润区外,全区大部分地区处在干旱、半干旱区,其范围占自治区总面积的60%以上,二连浩特市、巴彦淖尔市临河区至阿拉善左旗巴彦浩特以西的边境一带及阿拉善盟大部几乎全年干旱,为严重干旱区,额济纳旗常年处于极干旱状态。

据统计,内蒙古年平均降水量为276毫米,而全区大多数农作物在生育期内都要求有300—500毫米降水量才能满足其生长发育,大部地区作物生长季节的降水量仅为150~200毫米,巴彦淖尔市河套平原等地区更不足100毫米,只能满足大多数农作物一半或不足一半的水分需求。

干旱发生还有明显的季节性。虽然内蒙古各地一年四季均有不同程度旱情发生,但对农牧业生产影响最直接、危害最大的是春夏(夏秋)季干旱。内蒙古自治区大部地区春季降水总量不足年总量的1.5成,大风多、蒸发强,水分严重亏缺,春旱发生频繁,重春旱年农区发生频率为1.5成,牧区达1.8成。夏季各地降水虽然可占年总量的7成左右,但降水变率很大,雨水分布极不均匀,有时总雨量虽不少,但往往集中在一两场雨中,同样会因水分亏缺形成较长的干旱时段,夏旱、伏旱、秋吊发生较频繁,农牧区夏季重旱频率分别达2.8成和1.6成。

水分是草原牧草生长的主要限制因子。雨水多并且季节分配合理对牧草的返青、快速生长及生物量的积累非常有利,同时对保持土壤水分和防治地表土壤风蚀沙化有利。所以,春季、夏季人工增雨作业对春季牧草返青、快速生长、生物量的积累非常有利。同时,春夏季人工增雨作业还能抑制沙尘天气发生和各类疾病的传播,对牲畜的出牧、采食、体能恢复、抓膘等比较有利。

农牧业生产需要水,生态建设也离不开水。由于特殊气候条件和地形结构,内蒙古还是我国北方冰雹灾害最严重的地区之一。同时,近年内蒙古森林草原火灾频发,给林业、木业生产带来重大损失。这些不利因素不仅严重制约着全区经济社会的发展,也对人工影响天气提出了更高要求。

目前,内蒙古人工影响天气的规模居全国各省(区、市)第一,年均增雨14亿吨以上,防雹保护面积约4500万亩,年均减少冰雹灾害损失约3亿元。那么人工影响影响天气到底是如何发挥作用的呢?它是在一定的有利时机和条件下,通过人工催化等技术手段,对局部区域内大气中的物理过程施加影响,使其发生某种变化,从而达到减轻或避免气象灾害的一种科技措施。人工影响天气包括的内容有人工增雨雪、人工防雹、人工消雾、人防霜等。人工影响天气常用的方法按搭载的工具有飞机、火箭、高炮和烟炉增雨雪,而防雹主要使用高炮和火箭。

以人工增雨为例,人工增雨是在有利于降水的天气条件下,采取人工干预的方法,在自然降雨之外再增加部分降雨的一种手段。它可以有效地进行农业抗旱、解决人畜用水以及森林防火的问题,合理开发和利用空中云水资源。人们根据云的高度、厚度、范围以及通过雷达、卫星等科技手段获得的信息加以综合分析,分别向云中致冷剂(如干冰等)、结晶剂(如碘化银等)、吸湿剂(食盐、尿素等)和水雾等,以改变空中云滴的大小、分布和性质,干扰气流,影响水滴的平衡,以期达到增雨的目的。

人工增雪,原理类似于人工增雨。首先必须有一定的水汽饱和度,其次必须有足够的凝结核。人工增雪的原理就是在拥有一定饱和度的云中增加凝结核。由于碘化银的晶体与雪晶的六角形单体尺寸非常相似,单体的原子排列也十分相近,晶体间距也接近。通过飞机、火箭等播撒工具把碘化银微粒播撒入云中,增加云中的凝结核达到增雨的目的。而冬季人工增雪对草原区的土壤保墒、增墒和土壤风蚀等非常有利,开展人工增雨(雪)作业对内蒙古中部偏西及以西地区草原牧区防治黑灾(人畜饮水困难)、土壤保墒、增墒非常有利。

人工防雹,就是通过人为方法对某一地区的可能产生冰雹的云施加干涉,使得云中的能够形成冰雹的雹胚不能进一步发展成冰雹,或者使得小冰雹在没有形成灾害性冰雹前提前降落到地面。

不是所有的云都可以用来人工增雨的,有雨必先有云,但是有云不一定有雨。晴天或天上的云很薄是不具备人工增雨作业条件的。只有当云系发展到一定的厚度,这个厚度一般是大于2千米,而且,云中缺乏冰晶,拥有丰富的低于0摄氏度而不结冰的水,云体外面也需要有充足的水汽通过辐合抬升不断补充到云体当中,这样的云体才具备了人工增雨的作业条件,此时通过飞机或地面火箭等将催化剂携带到云中的有效部位,就能够起到人工增雨的作用。在实施人工增雨作业后,一般在5到30分钟后见效,最直观的效果就是降雨量明显增大。

打个比方说,降雨云系就像一块沾了水的海绵,如果自然作用不够,云里的水分就不能被充分挤出来。催化剂在云中起的作用,就好像是盐卤点豆腐,使本来不会产生的降水得以产生,已经产生的降水强度增大。

人工增雨作业的影响范围到底有多大呢?一次人工增雨作业的影响范围大约是以作业点为中心半径10千米内的区域。这就表明,不是在某一点开展了人工增雨作业,降水就会下在这个点,降水落区会因风力和云的移动而产生变化。人工影响天气进行的是一种局地的小天气事件的调节。我国从1958年开始主要是以抗旱为主的人工增雨,现在领域逐渐拓宽,包括森林灭火、消雾、净化空气,缓解城市的高温等。但是它的作用总是有限的,是局部的,是人们在认识自然之后做的一种对自己有利的适应性调节,调节的范围极其有限,而气候的变化则是一个大范围长时间的天气事件,人工影响天气没有那么大的能量去改变气候。