人工影響天氣是通過一定的科技手段對局部大氣中的物理過程施加人為影響,使之朝著人們的希望發展,達到趨利避害的目的。其科學基礎已被大量的室內實驗、數值試驗研究和外場試驗所證實。過去幾十年來,隨著科學技術的發展和國內外大量人工影響天氣科研和外場試驗成果的積累,人工影響天氣的技術目前已趨于業務化,其作業方法已發展成多種多樣。
世界氣象組織(WMO)在2001年發表的《關于人工影響天氣現狀的聲明》中,就對混合相態地形云、層狀云、積狀云的局部人工增雨(雪)等催化技術給予了肯定。目前,全世界每年有30多個國家開展各種方式的人工影響天氣活動。
中國也是世界上較早開展人工影響天氣的國家之一,有組織地開展人工影響天氣工作是從1958年開始的。進入20世紀90年代后,我國的人工影響天氣進入新的發展階段,人工增雨、防雹作業規模躍居世界前列。各種方式的人工影響天氣作業,在抗旱減災、緩解水資源短缺、促進生態建設和環境保護以及重大活動氣象保障服務等方面發揮了積極作用。
在我國開展人工影響天氣工作必須嚴格遵守《中華人民共和國氣象法》和《人工影響天氣管理條例》等相關法律、法規以及各種規章制度。人工影響天氣工作按照作業規模和影響范圍,在地縣級以上地方人民政府的領導和協調下,由氣象主管機構組織實施和指導管理,并報政府批準后方可實施。
人工影響天氣作業,簡單地說就是向局部云體內適量引入云凝結核/冰核。與大氣和云中自然的凝結核/冰核數濃度相比,人工播撒的凝結核/冰核數量是微乎其微的。目前,北京市人工增雨、防雹作業中使用的催化劑主要為制冷劑液氮和碘化銀人工冰核,每次催化劑的用量很少。作為人工影響天氣方式之一,人工消云、減雨技術與人工增雨和防雹使用的催化劑基本相同,但播撒的時間、部位和劑量有所差異。
使用的催化劑中,液氮作為一種制冷劑,是制氧過程中的副產品,由氮氣在高壓下液化生成,對環境無任何不良影響,常被稱為“綠色催化劑”;碘化銀顆粒催化后將伴隨降水沉降至地面或只有少量存留于大氣。多年來的監測表明,各種方式的人工影響天氣作業對環境和人類健康沒有產生任何負面影響,而人工影響天氣作為氣象防災減災、趨利避害的手段之一,其在農業抗旱減災、緩解水資源短缺、改善生態環境以及重大活動氣象保障服務等方面都起到了重要的作用。
計劃實施的人工消云、減雨科學試驗是在有限的時間、有限的空間范圍內開展的,且試驗的次數也有限。故此,有針對性的局部人工消云、減雨科學試驗活動,對北京地區的土地沙化及環境狀況不會帶來負面影響。
人工增雨、人工防雹作業效果顯著,人工增雨效果的評估主要采用觀測資料物理檢驗、區域歷史回歸統計檢驗和數值模式檢驗等方法。
根據國內外大量人工增雨外場科學試驗長期統計結果表明,正確運用人工催化技術,可增加的降水量一般為自然降雨量的6%-25%,北京地區約為13%。
人工防雹效果的評估主要是通過保護區內降雹歷史變化情況以及保護區內外雹災情況對比分析。多年資料統計表明,在空域條件允許的情況下,人工防雹作業后保護區內很少再出現雹災。
人工消雨作業效果,主要是基于對國內外人工影響天氣研究和試驗結果的判斷,即對小范圍且較弱的局地降水系統實施人工消雨作業可以起到較好效果,但對于強降水過程、大范圍深厚降水云層,就目前的技術和科學水平而言還做不到完全消雨。
(作者單位:165450內蒙古鄂倫春自治旗氣象局、牙克石市氣象局)