卡德亚·托乎提 热孜亚·克比尔
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摘要：本文主要通过对人工影响天气技术原理和方法进行阐述,从而深入地分析了人工影响天气在防灾减灾中的实际应用,希望能够使人们更加认识和重视人工影响天气作业,了解其对于农业生产的意义和重要性,减小甚至避免自然气象灾害的发生对于农业生产的直接影响,仅供参考。
关键词：人工影响天气；技术原理；防灾减灾；应用
引言
随着现代信息科学技术的不断进步,人工影响天气在现代农业生产以及预防灾害中起到了越来越重要的作用。我国被认为是世界上气象灾害频繁、干旱严重的几个国家之一,这些年来，气象灾害每年都会对当地人民的日常生活以及农业生产带来巨大的经济损失。为了避免自然气象灾害带给人们不利的影响,利用人工影响天气所开展的人工增雨和人工防雹工作是十分有必要的。
1.人工影响天气的概述
人工影响天气主要是指人们为了减轻或避免自然气象灾害对我国人民的生产、日常生活造成的损失,在适当的情况下对我国局部地区大气中的云集物理变化过程采取人工干预的形式进行影响,实现人员增雨雪、防治冰雹等目的而组织起来的一种社会性活动。目前主要以人工增雨和人工防雹为主,是我国气象学研究所服务于自然灾害防灾、减灾、保障人民的生命财产安全以及提高我国人民的生活品质、合理地开发和利用自然气候资源、生态环境的建设和保护而形成的重要技术手段。人工影响天气主要是为了防御自然灾害,气象部门专家开出了一个"药方",即以人工的方式对自然天气情况进行一定范围内的影响,例如"打散"即将降临落下冰雹的云、为干旱地区人工增雨等,以便能够达到有效的防灾和减灾效果。
2.人工影响天气技术原理
2.1人工增雨原理
人工增雨技术主要是根据不同云层的物理性质,向云中播撒碘化银、盐粉、干冰、溶液滴等光学催化剂,以用来改变云滴的相态或改变光谱颗粒分布的均匀性,加快云滴向较大云层降水颗粒的快速转化。冷云(云体的温度低于0℃)冰晶催化主要工作原理也就是通过降水引发贝吉隆的催化过程(冰晶效应),即在云中快速产生适量的水汽冰晶,在一个水汽、冰晶和水汽云滴三相晶体共存的气候条件下,由于落在云滴冰晶水面存在饱和的一个水汽冰晶压远远地要大于落在云滴冰晶水面的一个饱和水汽冰晶压,使得水汽冰晶快速地融化增长,云滴蒸发,云水向冰水快速转化,增加了降水的催化效率,改变成为雨水催化过程的温度时间进程或温度变化成为地面的降水温度分布。暖云(云体的温度高于0℃)暖云降水的有效形成运动机制与其在冷云体内的降水不同,其主要原因是由于利用了两个水滴之间的云体粒子运动大小和不均匀性,通过两个云体粒子之间的相互触碰并发生作用而直接促使了降水的有效产生。暖云的持续催化降水原理则主要特点是通过催化撒入大水滴或者吸湿性细胞核,改变云中雨滴谱线和分布的均匀性,通过催化拓宽其暖云(或降雨)滴谱,破坏其在绿化土壤过程中原有的稳定流动状态,促使其降水碰并催化过程的不断继续反复进行,可以直接引发大量的降水或者可以增大降水的流动强度。
2.2云动力催化原理
通过冷云催化使云中产生大量冰晶,所释放的潜热将改变积云的宏观动力过程而增加降水。积云中上升气流的速度,主要决定于云内外温差造成的浮力。在发展旺盛的积云内,存在着大量过冷水滴。在这种云中播撒大量成冰催化剂时,能使过冷却水滴冻结而释放潜
热,水汽在冰粒表面凝华时也释放潜热。
估计这两种潜热足以使云中局部温度升高0.5℃左右,这将加大浮力而促使某些积云的上升气流速度增大,云体扩展,生命期延长,结果使进入云体的水分总量发生变化,有效提升降雨量。
2.3人工防雹原理
2.3.1催化剂的播撒
对于冰雹来说主要产生在云的中上部位置,这个位置的累积带含有大量过冷却水,当气流在累积带上升速度非常慢的情况下,加上极低的温度导致雹坯的出现,当过冷水滴出现多次碰撞后会增大雹坯的尺寸,当上升气流越来越大后,过冷水滴因为多次沾裹上液态水,使雹坯最终形成冰雹。人工防雹主要是对自然冰雹天气进行防止,在积累区将人工雹坯引入,降低积累区的水分浓度,然后,对自然冰雹气象情况进行控制。
2.3.2云中爆炸
人工防雹工作中还有云中爆炸的方法,通过发射人工防雹弹,到达云中后以爆炸的方式形成冲击波,在这样的情况下会对冰雹产生振动,同时减少云层中的过冷却液态,使冰雹的硬度有所改变,从而抑制冰雹增长的情况。
3人工影响天气在防灾减灾中的应用
3.1人工增雨雪
干旱灾害是我国经常发生的一种自然灾害,一旦发生灾害会对当地农业造成很大的影响,造成一定的经济损失。我国北方地区水资源储量相对于南方地区而言相对比较匮乏,在一些降水量不均匀的干旱地区,合理进行人工增雨和增雪降水技术措施可以在很大一定程度上有效地缓解由于旱灾洪涝造成的资源损失。人工增雨雪的作业一般都是可以通过以下几种操作方式进行的,第一,运用飞机对其进行人工降雨作业,在其进行人工降雨中我们可以考虑选择一些小型的飞机,然后根据当时云的大小和情况,选择适宜的催化剂,进行合理地催化,这方法的运行也就是相对来说更加灵活,而且其催化范围广。第二,可以通过综合利用射击高炮和喷射火箭两种工具为主要的喷射地面催化工具体来进行催化作用,这种催化方法相对第一种喷射催化作用工具来说,缺少一定的使用技术性和灵活性。
3.2人工防雹
除湖南、湖北、广东、江西、福建等省冰雹灾害发生较少外,我国各地每年都会出现不同程度的冰雹灾害天气,特别是在北方的山区、丘陵地区,地形复杂,天气多变,冰雹多,受害重,对农业危害很大。猛烈的冰雹会打毁庄稼,损坏房屋,人被砸伤、牲畜被砸死的情况也常常发生;特大的冰雹甚至比柚子还大,会致人死亡、毁坏大片农田和树木、摧毁建筑物和车辆等。为了最大程度地利用人工防雹消雹作业来减轻自然灾害,各地区结合自身农业、水利、林业、环保等需求,合理地进行作业点的布控,形成固定作业点和流动作业点相结合的防雹系统,结合准确的天气预报,及时进行防雹作业,从而有效地避免和减轻冰雹对农作物所造成的灾害,实现稳产增收。
结语
总之,人工影响天气是一门需要长期发展的试验科学,我国技术人员在对其研究的过程中,需要不断加强人工影响天气的科学研究和科技创新,建立健全规章制度,增强防灾减灾意识,有效开展人工影响天气效果评估工作,使农民可以做好预防工作,降低恶劣天气对农作物的破坏,有效地进行防灾减灾。
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作者简介：卡德亚·托乎提（1992.02），女，维吾尔族，新疆阿克苏，本科，助理工程师，从事人工影响天气工作。