人工影响天气标准化试点成果研究与思考

发表时间:2021/1/28   来源:《科学与技术》2020年28期   作者:黄熙甜
[导读] 安全风险成为了制约人工影响天气工作发展的主要因素,但同时也促使这方面的研究热度增加
        黄熙甜
        临汾市人工影响天气服务中心 山西 临汾 041000
        摘要:安全风险成为了制约人工影响天气工作发展的主要因素,但同时也促使这方面的研究热度增加,刘昭武等提出可视化的人工影响天气作业指挥监控系统,来降低人工影响天气作业的风险。本文主要分析人工影响天气标准化试点成果研究与思考
关键词:人工影响;天气标准化;试点成果
引言
        新形势下,气象标准化工作已成为气象事业提质增效升级、创新驱动发展的重要支撑,成为气象现代化的重要基础和气象信息化的重要环节。
1、人工影响天气的原理与方法
        人工影响天气指用人为手段使天气现象朝着人们预定的方向转化,如人工增雨、人工防雹、人工消云、人工消雾、人工削弱台风、人工抑制雷电、人工防霜冻等。具体是指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目的的一种科技措施。现代人工影响天气主要是利用了云和降水形成的基本原理,其形成需要3个基本条件:水汽、上升气流和凝结核。水汽是通过地表蒸发过程(内循环)和输送过程(外循环)产生。有了水汽还需要有上升气流,将水汽带到高空,水汽在上升过程中凝聚成液态或固态,但还无法形成水滴或冰晶,要形成水滴或冰晶还需要凝结核或冰核。目前的人工影响天气技术还无法控制水汽和上升气流,主要是通过影响云和降水形成所需的凝结核(冰核)来实现对天气的影响。
2、常用的人工影响天气的类型及方式
2.1常见类型
        人工增雨。降雨虽给人们的日常生活带来不便,但是对于植物的生长和空气的净化都非常有益。形成降雨需要有2个必要条件,一个是空中的含水量,另一个是凝结核。人工增雨主要是通过播撒凝结核的方式实现,目前常用的凝结核是以碘化银为主的催化剂。人工防雹。雷雨、冰雹这样的强对流天气不仅严重威胁到人们的日常生活和农业生产。还对飞行安全有严重的影响,若飞行的飞机出现在强对流天气区域中,会损害机体。冰雹形成过程中是由小冰胚不断的发展成为小冰粒再逐步增大成为冰雹。人工防雹就是通过人工方式影响冰雹的形成过程,使空中的水分在形成大冰雹前降落到地面。常见的人工防雹主要是通过播撒催化剂对增加人工冰核影响自然冰雹增大,或通过人工防雹弹在云中爆炸对云中的冰雹产生振动,减少液态冰雹来抑制冰雹的增长,实现人工防雹的目的。人工消雾。雾给交通带来的损失非常巨大。尤其是飞机,有雾飞机无法起飞和降落。大雾会使飞行中的飞机无法看清目标,而发生撞山等可怕的事故。在北方的冬季、初春和秋末等季节比较常见的由于地表辐射冷却作用使地面气层水汽凝结而形成的辐射雾,对于辐射雾一般用人工消雾的方式进行局部消除效果为理想。比如飞机场、高速公路的大雾易发点等,以缓解因为大雾造成交通出行的压力。
2.2常见方式
        在我国很多地区均是利用飞机、高炮、火箭等向形成的云中播撒碘化银、干冰等催化剂达到人工增雨、防雹、消雾的目的。目前这种技术应用十分广泛,可以保护庄稼,在一些农田进行人工防霜。为守卫飞行安全在机场进行的人工消雾等。以最常见的人工增雨为例,当气象条件出现积雨云、雨层云、单体对流云团可以采用人工增雨。对于大范围的积雨云和雨层云,采用火箭增雨作业的效果是最好的;而对于单体对流云团,采用三七高炮作业的效果更明显。在实际作业工程中常常是几种作业方式组合使用效果会更好,例如,高炮与火箭进行结合作业的效果远远高于单一作业方式。在实际操作过程中云团的运动特点也会影响作业的效果。对于快速移动的云团,需要选择在云团的前部或中前部作业;对于移动速度较慢的云团,需要选择云团的中部作业,这样增雨的效果更明显。人工增雨所需弹量,可以根据云团的大小来确定。一般情况下,如果催化云体的面积不足50km2,可以发射1-2枚火箭弹或三七高炮25-35发;如果催化云体的面积大于50km2,则可以发射2-4枚火箭弹或三七高炮弹35-45发。


3、人工影响标准体系建设的创新点
3.1开创性
        人工影响标准体系试点建设,是全国人工影响天气行业领域开展的首个标准体系试点。体系建设过程,山西气象部门从业务需求出发,摸着石头过河,坚持走出去引进来的原则,吸收人影业务服务最新科研成果,体系建设具有前瞻性、针对性、适用性和可操作性,为人影业务、服务、科研及管理工作提供有效指导。
3.2科学性
        标准体系试点建设,通过整合现有国家、行业、地方有关人工影响天气的法律、法规、规范、标准等,构建完整的人影标准体系,体系分类科学、层次清晰、结构完整、覆盖人影业务服务工作前、中、后全过程。体系建设过程与取得成效,提升了人影工作规范化和标准化,提高了人影社会化管理、作业指挥和安全监管等能力和水平,增强了人影防灾减灾和服务保障的效益。
3.3协调性
        人影标准体系结合人工影响天气工作实际,将人影防灾减灾公共服务工作的相关标准按照内在联系进行整合、分类和编排,构建逻辑关系明晰、内容完善、结构合理的综合标准体系,用来表达标准体系的整体规划,体系内标准之间统一协调,既不缺失,也不重复、交叉、矛盾,国家标准、行业标准、地方标准、企业标准之间互相衔接、完整配套,是标准系统集成的一种形式,是一定时期内标准制修订的重要依据,是开展人影公共服务标准化工作的重要指导性依据。人影标准体系促进了标准的组成达到完整有序,为人影服务提质增效奠定良好的基础。
3.4重点突出
        人影标准体系试点建设,以促进人影防灾减灾服务为目标,以人影服务实际需求为导向,以人影业务科研为支撑,标准体系既完整又灵活,在考虑共性与个性、整体与部分的基础上,制定系列标准,优先研制人影业务、服务、安全管理急需、重点环节缺失的关键标准。分层、分类、分步组织标准制定与实施,使人影服务标准贯彻落实率达到100%,带动提升省、市、县(区)人影服务能力和效益,提升人影服务社会满意度。
4、标准体系建设取得的成效
4.1促进人工影响现代化建设能力不断增强
        建成了以省级为核心,市县为基础的现代化人工影响天气业务体系;攻关完成了适用于本省的人工影响天气数值模式、作业概念模型和指标体系、云水资源评估方法等人影关键技术;全省依托基本气象业务,建成了省-市-县三级管理和省市-县-作业点四级作业的人影综合业务系统,人工影响天气业务指挥实现了全省上下互通、功能互补、规范集约,人影综合业务一体化程度和作业的效果大大提升。
4.2人影业务服务领域不断扩展
        人影服务领域从以农业生产为主向生态文明建设纵深拓展,服务方式从应急响应型作业向常态保障型作业延伸,作业布局更加合理,作业规模日趋壮大,服务经济社会发展和生态文明建设的能力有效提升。
结束语
        人工影响标准体系建设是一个动态过程,需要在实践使用和实施过程中,不断改进、修订和完善,标准体系所包含的每一项标准,都需要根据实践的发展需求及时制定、实施和检验,与时俱进,不断更新,不断修订完善,才能发挥标准的基础和先导作用。只有通过长期研制和实施,不断总结创新,经过实践检验、总结完善、评估修订的循环攀升,才有助于人影标准体系的不断完善和发展。
参考文献:
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