人工增雨在抗旱减灾中的重要作用

2022-09-10

随着全球气候变暖现象加剧, 极端灾害性天气事件出现的频率越来越高, 局部地区的干旱现象也呈现出逐渐加重的趋势。近年来, 海南省三亚市的干旱现象也越来越严重, 面对干旱现象加重的形式, 各级政府部门对人工增雨抗旱的期望也逐渐加大[1]。随着对人工增雨作业手段不断进行改进, 三亚市的人工增雨工作也取得了突飞猛进的发展, 为当地的抗旱工作做出了巨大贡献, 但是需要注意的是, 人工增雨工作和社会的要求之间还是有很大距离存在, 对人工增雨作业效果进行检验和确定, 依然是各个国家中急需要解决的问题。由于各地的自然环境不尽相同, 在对增雨作业的观测手段和作业方式进行选择的过程中各有不同[2]。

1 人工增雨概述

1.1 人工增雨的含义

组成云的成分是微小的冰晶或者是水滴, 在空气浮力的作用下而形成了相对应的“水资源”在空中进行悬浮, 如果因周围温度的变化使云的体积增大到一定程度, 而空气中的浮力要远远低于“水资源”的重力时, 就会形成雨滴落到地面上。而在进行人工增雨之前需要选择出有利于降水的云团, 借助于飞机、高炮、火箭等相关设备发送“催化剂”到云层中, 从而影响天气变化促使降雨产生。根据了解可以发现, 人工增雨的主要服务对象包括以下几个方面:缓解农田、果园等的干旱问题;森林出现火灾时可以借助于人工增雨进行灭火;可以解决库区蓄水发电以及灌溉的问题;在一定程度上缓解雾霾天气带来的不利影响, 起到净化空气的作用。

1.2 人工增雨的原理

人工增雨也可以称之为人工降水, 是人工影响天气中常见的项目之一, 由于我国水资源分布的特殊性, 干旱少雨在很多地方都很常见, 有时会有降水条件出现, 但是在水量或者是云层的影响下, 导致了雨水很难降落, 此时利用人工增雨的方法就能使降雨出现。在人工增雨的实际操作中, 降雨剂的种类各种各样, 其中在人工增雨中使用最多的增雨剂是干冰, 播撒的形式也是多种多样。

2 人工增雨的方法

2.1 暖云催化

在降雨云层中, 如果云层中的温度大于0℃, 若想有降雨效果产生, 就必须确保云层中云滴的体积很大, 在气流的作用下会推动云滴不断运动, 在运动的过程中会有摩擦和碰撞出现, 增加周围空气的温度, 云滴受热迅速膨胀, 当云滴的半径达到一定程度时, 就会立即进行碰撞合并在一起形成更大的雨滴落到地面上, 此时的降雨就形成了。

2.2 冷雨催化

在降雨云层中, 如果存在有温度为0℃的冷云, 若想确保存在降水条件, 此时需要有一定量的冰晶存在, 计算表明, 只有冰晶浓度达到一定值时, 才会有效率高的降水产生, 为了更好地达到降水效果和增大降水效率, 可以在有降水条件的云层上撒播结冰催化剂, 提高冰晶的浓度。结冰催化剂通常用碘化银或者干冰进行替代, 当催化剂的量达到规定标准时, 就会出现降雨。

2.3 动力催化

在对降雨云层中的冷云进行催化的过程中, 会有很多冰晶在冷云中形成, 从水形成冰晶的过程中, 会有很多热量被释放出来, 这些释放的热量是云层运动过程中的动力所在。在释放热量的过程中, 内外云层之间会有温度差出现, 一旦温度差达到一定数值时就会产生浮力, 推动积雨云上升。对于发展旺盛的积雨云来说, 在其内部有很多过冷水滴存在, 如果将催化剂播撒在这种云中, 就会使过冷水滴释放出热量并迅速冻结, 这些释放的热量会加大内外云层之间的温度差, 从而增大浮力加大积云上升的速度, 使积雨云体积增大, 最后在云体内的水分增加, 产生降水。

3 人工增雨作业在抗旱减灾中的应用

现阶段, 人工增雨的操作技术相对成熟, 在我国多个地区的抗旱减灾过程中都发挥着至关重要的作用, 在很大程度上推动了当地农业生产的顺利进行。2014年5月以来, 三亚市出现持续的高温天气, 而且降水量极少, 从1-5月三亚市总的降水量只有45.5 mm, 远低于同年同期降水量273.3 mm, 相比较常年偏少了83.4%, 比2013年同期偏少了55.9%, 比2012年同期偏少了68.8%, 导致了三亚部分地区的旱情比较严重。对此, 三亚市气象局在崖城镇保港村、育才农场、凤凰镇等地区共发射14枚人工增雨火箭弹, 高温炙烤的三亚市迎来了久违的雨水, 缓解了三亚市西部地区的旱情。

2015年6月9日17时, 三亚市发布了有史以来第一次干旱橙色预警信号, 由于受到尔尔尼诺现象的影响, 全市面临着特重的气象干旱。2015年1月1日-6月14日, 三亚市平均降水量只有90.8 mm, 比历史同期偏少309.2mm。农作物受旱面积1 568.8 hm2, 其中轻旱1 100.67hm2, 重旱367.47 hm2, 干枯100.67 hm2。13日20:00-15日08:00, 三亚市气象局抓住越南低压槽影响, 有利开展人工增雨作业的机会, 通过科学指挥调度, 共成功作业11次, 发射火箭弹32枚, 整个作业过程全市普降小到中雨, 局部大雨。其中, 占三亚全市原水供应量53%的赤田水库, 降水量42.8 mm;赤田水库上游三道站点降水量38.6 mm;水源池水库降水量43.0 mm。这次的人工增雨在一定程度上缓解了三亚市的旱情。

4 人工增雨中的注意事项

4.1 增雨抗旱要防患未然

当真正干旱季节到来时, 降水云层很少出现, 就降低了人工增雨的机会, 人工增雨的作用非常有限, 它只是一种辅助手段, 因此不能依赖于人工增雨来进行抗旱减灾。如果本地的蓄水能力比较强, 水利设施较完善, 可以将人工增雨的时间选择在干旱还没有出现的降水高发期, 此时的效果要大于干旱发生时进行的人工增雨效果。因此, 对于三亚市来说, 在进行抗旱救灾的过程中不要一味的依赖于人工增雨, 而是应该积极发展水利工程设施, 增加三亚各地的蓄水, 利用综合措施进行抗旱减灾。

4.2 人工增雨时要将安全放在首位

人工增雨是一项技术性很强的工作, 为了达到增雨的效果, 对于确定作业方位、选择作业云体、把握作业时机及确定作业方位都有严格的要求。另外, 要确保附近群众以及空域的安全, 因此, 对于人工增雨作业来说要综合考虑很多因素, 不能只是根据理论要求进行。在选择作业方位、作业点以及作业时机的过程中, 应将安全放在首位, 只有安全有了保障, 才能对作业时机以及作业方位进行科学合理的选择, 从而达到最大的社会效益以及经济效益。

摘要：在科学技术的推动下, 利用人工的方法影响天气已经成为现实, 在防灾减灾中发挥的作用越来越明显, 尤其是人工增雨, 在调控降水的同时, 还促进了当地农业的生产。

关键词：人工增雨,抗旱减灾,天气,海南省三亚市