人工影响天气在农业气象防灾减灾中的应用研究.pdf

93农业灾害研究 2023,13(7)人工影响天气在农业气象防灾减灾中的应用研究关哲忠1，陈炜钦2，吴 斌31.福建省南安市气象局，福建南安 362300；2.福建省德化县气象局，福建德化 362500；3.福建省安溪县气象局，福建安溪 362400摘要 随着全球气候变暖的加剧，我国各地区气象灾害愈演愈烈，并凭借其种类繁多、发生频次高、强度大等特点逐渐发展成为十大自然灾害之一。气象灾害不仅会直接影响大众的日常生产生活，甚至还会威胁大众的生命健康安全。为尽可能减少气象灾害造成的影响及损失，保障大众的日常生活及农业安全生产，积极开展人工影响天气作业势在必行。基于此，概述了人工影响天气作业，探讨了人工影响天气在农业气象防灾减灾中的应用，并针对人工影响天气在农业气象防灾减灾中存在的问题提出了相应的发展措施，以供参考。关键词 人工影响天气；农业；气象灾害；防灾减灾中图分类号：P48 文献标识码：B 文章编号：20953305(2023)070093-03作为一项科学、有效的防灾减灾手段，人工影响天气指的是在合适的时机，充分利用空中云水资源，并借助人工催化等技术手段干预局部区域大气物理过程的一种常见的技术方式1。借助人工影响天气可以有效改变局部地区的气候条件，以最终达到人工增雨、防雹等气象防灾减灾的目的。南安市地处福建东南沿海，介于118 08 30 E118 36 20 E，24 34 30 N25 19 25 N之间，全市总面积为2 036 km2，其东南部临近海洋，境内地势呈西北高、东南低的特点。南安市隶属于南亚热带季风性湿润气候区，表现出冬短温暖而少雨、夏长无酷暑、雨水充沛等特点。南安市特殊的地形、气候特点为水稻、玉米、花生等农作物的种植和生长创造了良好条件。然而，随着全球气候异常变化，南安市干旱、冰雹等各种各样的气象灾害频发，严重威胁了当地民众的日常生产生活，同时也使当地气象防灾减灾工作面临着巨大的压力。随着科学技术的飞速发展，人工影响天气作业逐渐发展成为南安市气象防灾减灾的一项常用技术措施，且在人工增雨抗旱、人工防雹等方面发挥着重要作用。基于此，重点探讨了人工影响天气在农业气象防灾减灾中的应用及发展对策，对最大限度地降低气象灾害造成的影响及损失、保障民众的生命财产安全等具有重要意义。1 人工影响天气概述人工影响天气简称“人影”，这一概念主要是在全球加剧变暖的大背景下，为满足大众日常生产生活所需，尽可能减少气象灾害造成的影响而采取的一种常见的科学技术手段。人工影响天气技术始于20世纪40年代末期，是由美国朗格缪尔在实验基础上发展而来的，这一技术在各个领域得到广泛应用，农业生产也不例外。自1946年后人工降雨技术逐渐发展，并在实践应用当中备受关注，同时其科学理论也在大量实践当中得到证实。2 人工影响天气在农业气象防灾减灾中的应用2.1 人工降雨干旱是由于水分缺失而出现的一种常见气象灾害，这一灾害现象发生时耕地土壤中的水分较少，无法满足农作物生长发育所需，最终导致粮食大幅减产甚至绝收，同时也使民众的经济收Application of Weather Modification in Agrom-eteorological Disaster Prevention and ReductionGuan Zhe-zhong et al(Nan an Mete-orological Bureau,Nan an,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作者简介 关哲忠（1989），男，福建南安人，助理工程师，主要从事气象工作。收稿日期 2023-01-1094Journal of Agricultural Catastrophology 2023,Vol.13 No.7益显著下降。近些年来，随着全球气候变暖的加剧，南安市干旱灾害频发，以每年的春季、夏季和秋季发生干旱灾害的频率最高。春季正值农作物播种与林木育苗的关键时期，对降水量的需求较大，此时一旦发生干旱灾害往往会影响种子的正常萌芽，使其发芽率明显降低；夏季缺水将会导致农作物植株生长迟缓，作物植株出现萎缩甚至死亡；秋旱将会直接影响农作物的收成，导致农作物的产量显著下降，由此造成的损失无法估量。而且，严重的干旱灾害还会增加大众日常生活与工作用水难度。在这一背景下，使用人工影响天气来降雨显得尤为重要。现如今，人工降雨技术已经较为成熟，也取得了显著的降雨效果。所谓人工降雨指的是在自然降雨形成的条件下，人为对某些因素进行补充，使雨滴相互凝结或碰撞，最终以雨滴的形式降落下来的一种技术。在实施时应当与降雨区域的云层成分特点相结合，选择有利的天气时机，借助飞机、火箭等将碘化银、干冰、盐粉等各种类型的催化剂喷洒至对应云层中，促使云层发生化学反应最终引发降雨。云层的温度不同，人工降雨的形式也存在一定的差异。当干旱地区云层温度高于0 时，可以选择盐粉、尿素等具有较强吸湿性的粒子作为催化剂；若干旱地区云层温度低于0，可以使用火箭弹将碘化银传送至云层中，这样既可以加快冷云形成冰晶的速度，又能增加冰晶的密度，最终引发降雨。大量实践表明，降雨地区云层温度位于-3 左右时，人工降雨的效果最佳。人工降雨既可以有效缓解干旱灾害造成的不利影响，又能明显改善空气质量，进而为当地农林业的发展、生态环境保护作出突出贡献。2.2 人工防雹减灾冰雹指的是从云层中降落的冰球或冰块。这一气象灾害发生时，往往伴随大风、雷雨等天气现象，极易损坏正值生长期的农作物的叶片、穗粒和茎秆，使农作物大幅减产，农民的经济收益显著下降，严重时甚至还会危及生命。而使用人工影响天气技术能够有效减少冰雹灾害发生，且借助其预测功能还能有效预防冰雹灾害，进而尽可能减少冰雹造成的危害。当云层中出现水滴或冰晶时，在其运动过程中极易合并、凝结，在强烈的上升气流的作用下将会被运送至含水量较高的云层中，进而为产生冰雹天气现象创造有利条件。因此，人工防雹的重点主要是通过飞机播撒催化剂或发射炮弹破坏云层中的小冰晶，以阻碍冰雹的凝结过程，进而达到防治冰雹灾害的目的。随着科学技术的快速发展，人工防雹技术也取得了一定的成果，突出表现为以下2点：（1）将冰晶发射至含水量积累区的方式发生了明显改变，由以往的高炮发展成为高射炮、火箭等，作业效率与精确性得到显著提升；（2）延伸出了最新的冰雹预报系统，这一系统在天气形势基础上，采用雷达等先进设备观测云层结构，并与多方资料相结合，通过计算精准判断冰雹，以达到预警的目的2。另外，自21世纪以来，网络技术的飞速发展为信息传播创造了有利条件。任何一种气象灾害预警预报信息都能够通过互联网广泛传播与扩散，民众可以据此做好相应的防御准备工作，以最大限度地减少气象灾害造成的影响及损失。2.3 人工消雾雾即为悬浮在空气中的大量的细小雨滴，以秋冬季节发生频率最高，是自然界中常见的自然现象之一。雾天气现象发生时也会对农作物的正常生长产生一定程度的影响，使农作物减产歉收，最终导致农户的经济收益不容乐观。雾对农作物的影响主要表现在以下3点：（1）大雾阻碍了农作物的正常光合作用。而光合作用是农作物生长的一项基础重要环节，与光能资源的吸收、转化与储藏密切相关。一旦长时间出现大雾天气现象，必然会导致农作物出现矮小、萎靡、病变等不良现象；（2）部分雾气中伴随着一些植物病菌，一旦其附着农作物表面，极易导致农作物发生病变；（3）受到雾气自身特点的影响，雾天气现象发生时大气环境湿度过高，不仅会导致农作物茎秆软弱，还会使其抗病性明显下降，并为病菌入侵创造有利条件，对农作物的生长极为不利3。雾对农作物的影响较为严重，主要包括臭雾、海雾、火雾等多种类型，每种类型对农作物的影响也有所不同。其中臭雾极易导致农作物发生病变；海雾会加速农作物的枯萎速度；火雾会熏黄农作物，甚至还会熏掉果实。人工消雾作为一种可以有效降低大雾对农作物影响及损失的技术手段之一，其主要依据冰云、水云相互混合的原理，将干冰、甲烷、碘化银等催化剂发射至农作物上方的云层中，促使其产生冰晶，并达到消耗雾滴、产生降水的目的。科学技术的日新月异，各种各样的新技术方法应运而生，与此同时加热法、动力法等也广泛应用于人工消雾工作，且应用效果也较为显著。3 人工影响天气在农业气象防灾减灾中存在的问题尽管人工影响天气作业在农业气象防灾减灾中的作用显著，但在实际应用过程中也存在各种各样的问题，主要表现为以下2点。3.1 缺少气象专业的人才现如今，虽然人工影响天气作业取得了显著成效，但在实际落实中暴露出气象部门专业气象人才短缺等问题，轻则影响当地人工影响天气作业成效，重则导致无法正常开展人工影响天气作业4。另外，人工影响天气作业部分技术操作难度较大，若非专业工作人员将会显著增加安全隐患，加之空中航线数量的剧增，积极培养专业的气象人才迫在眉睫。3.2 技术成本较高当前，尽管人工影响天气在各行各业得到广泛应用，但其技术方面的缺陷仍不容忽视。要想使人工影响天气的功能与作用得到充分发挥，必须与复杂多变的天气条件相结合，以有效弥补技术存在的缺陷。而部分技术在应用时必须借助高射炮、火箭、飞机等先进设备，且在此过程中还要播撒大量的干冰、碘化银等催化剂才能达到降雨的目的，因此导致该技术成本较高，大多数以农业发展为主的地区要想运用人工影响天气技术必然会面临着巨大的经济压力。因此，在技术开发时应综合考虑设备、技术的成本，以尽可能地使用较少的投入以换取较高的经济收益5。各地区气候不同，当地部门必须针对各个区域开展技术改良与创新，以确保人工影响天气技术能够与地区发展需求相结合。95农业灾害研究 2023,13(7)4 人工影响天气发展思考4.1 增强防灾减灾意识，提高防灾减灾效果气象部门相关负责人应密切关注防灾减灾的动态，使当地民众的防灾减灾意识实现显著增强。尤其是在干旱、冰雹等气象灾害发生频率较高的时间段内，必须事先安排好人工影响天气作业事项，并保证各项作业设施设备均位于正常工作状态6。另外，还要在这一领域加大人力物力投入力度，通过免费发放宣传手册、开展人工影响天气技术、防旱防汛专题讲座等多种形式，向民众普及气象灾害知识和人工影响天气技术，使其充分意识到气象灾害造成的严重危害，并掌握一定的预防措施，以确保及时防御气象灾害。4.2 强化人工影响天气作业队伍建设为稳定人工影响天气作业队伍，气象部门应提升工作人员的保障水平，切实解决工作人员工资、保险等各项福利待遇。首先，聘用年轻化、专业化的人员，加强其继续教育与在职培训，结合当地人工影响天气开展的实际情况，定期组织工作人员参加知识与技能培训，主要包括作业装备操作、弹药的使用与管理、作业流程等。其次，并适时开展操作演练，以构建一支素质高、技能水平过硬的人工影响天气作业队伍。最后，完善人员管理与激励机制，健全工作人员聘用、培训、考核、奖励、保障等一系列配套设施，从而增强人工影响天气作业的稳定性，显著提升其技能 水平7。4.3 构建完善的人工影响天气安全监管体系气象部门应建立健全安全监管体系，并严格遵循“逐级负责、责任到人”的原则。首先，制定严格的规章制度，以避免发生人工影响天气作业安全事故。其次，气象、公安、军事等各部门应与乡镇各单位密切协作，严格做好空域申请、存储弹药、工作人员安全等的监督与检查工作。再次，还要重视弹药、作业装备的安全管理，严格做好工作人员的安全知识教育培训工作，以确保人员安全性。最后，还要不断优化人工影响天气作业布局，并逐步完善安全事故应急预案，使工作人员面对突发事件的应急处理能力得到显著提高8。4.4 加大经费投入力度首先，相关部门应在人工影响天气事业上加大财政投入力度，并将该项作业纳入同级财政预算。还要与当地经济发展状况、年度人工影响天气作业计划相结合稳定增加资金投入。其次，逐步拓宽投入渠道，尽可能争取社会资金参与其中，构建水利、农业、烟草等受益行业投入机制，以确保有充足的资金用于优化作业站点布局，并及时对作业站点基础设施与人工影响天气作业装备进行更新与完善。最后，严格做好人工影响天气作业的经费管理工作，从而显著提升人工影响天气作业经费的使用效益9。4.5 加大科研力度，积极更新技术设备首先，气象部门应深层剖析人工影响天气技术，积极改善与提升现有的人工影响天气技术，以更好地服务于防灾减灾工作，进而最大限度地降低气象灾害造成的影响及损失。其次，气象部门还要积极引进先进的仪器设备，并做好统一管理工作。一旦发现仪器设备使用时间较长且部分功能丧失，必须及时向上级汇报。同时还要定期做好各仪器设备的维修维护工作，以保证各设备均正常工作。最后，政府部门应切实将人工影响天气作业纳入民生范围，并在这一领域加大资金投入力度，使人工影响天气作业的规范性、实效性与安全性得到显著提升10。5 结束语尽管人工影响天气在农业气象防灾减灾中的应用取得了显著成效，但是防灾减灾的任务与形势依然相当严峻，尤其是区域性、局部性的气象灾害仍无法得到有效防治，这就针对人工影响天气作业提出了更加严格的要求。因此，相关部门必须结合当地人工影响天气作业存在的各种问题，采取不同的解决方案，尽可能安全、高效开展人工影响天气作业。另外，还应增强广大民众的防灾减灾意识，强化人工影响天气作业队伍建设，并加大科研力度，积极更新技术设备等以提升人工影响天气技术的应用水平，进而使其农业防灾避灾、保障民众生命财产安全的作用与功能得到充分发挥。参考文献1 刘小杰.人工影响天气在农业气象防灾减灾中的作用及对策探讨J.农业开发与装备,2022(10):131-132.2 李光友.人工影响天气在气象防灾减灾中的应用研究J.黑龙江粮食,2021(6):107-108.3 刘家祥,马思睿.人工影响天气在农业气象防灾减灾中的作用及对策分析J.农业灾害研究,2021,11(11):79-80.4 崔寒,关哲忠,唐会荣,等.南安市短时强降水特征及对杨梅生长的影响分析J.福建热作科技,2022,47(1):19-21,26.5 李晓鹤,李亚丽,袁佰顺,等人工影响天气在天水市气象防灾减灾中的应用J.安徽农业科学,2016,44(35):196-197.6 施徐忠,颜秀玲,谢露霞.人工影响天气在茶陵县气象防灾减灾中的应用分析J.南方农业,2016,10(30):116,120.7 尹萧羽.人工影响天气在农业气象防灾减灾中的作用及对策分析J.农业灾害研究,2022,12(6):134-136.8 杨佳帅.人工影响天气在气象防灾减灾中的作用及发展建议J.现代农业研究,2020,26(12):127-128.9 刘颖.人工影响天气在气象防灾减灾中的作用及发展建议J.乡村科技,2019(31):105-106.10 吴扬,丁雪丹.人工影响天气在气象防灾减灾中的作用及发展建议J.农业与技术,2019,39(6):141-142.责任编辑：黄艳飞