吐魯番東天山飛機人工增雪可行性分析報告

熊友良 戚英

摘 要：開發利用空中云水資源，提升吐魯番人影天氣科學作業能力，加大山區空中云水轉化率，增加降水（雪）量，把人影天氣作為生態環境建設、水資源安全保障、農業公共服務體系建設有力手段、重要舉措和有效途徑，為吐魯番市社會穩定和社會發展提供保障。

關鍵詞：飛機人工增雪；現狀；問題；方案設計

1 吐魯番東天山飛機人工增雪工作現狀

吐魯番地處天山南坡，降水少且分布極不均勻，蒸發量大，屬極端干旱區，生態環境脆弱。托克遜年均降水量8.1mm，吐魯番市15.4mm，鄯善27.7mm，但吐魯番市天山北部山區降水200mm以上，中山區年均降水量300-400mm。吐魯番市有16條河流，年總徑流量達9.45億噸，但僅白楊河是流量穩定。新疆冰川水資源占全國冰川總儲量46.8%，但東天山吐魯番—哈密盆地水系，冰川儲量僅占全疆0.13%，且天山東端喀爾里克冰川20年厚度已下降10m，百年內或將消失，東疆地區冰川對地表水、地下水等調節能力有限。隨著吐魯番經濟快速發展，石油、煤炭、礦產等礦業開發已成為當地支柱產業，水資源短缺已成為影響吐魯番發展瓶頸。合理開發有效利用水資源，為工業發展提供基本保障是目前面臨的現實挑戰。

2 東天山空中水資源開發現狀

2.1 人工影響天氣業務現狀

吐魯番東天山山區（≥1500m）空中每年平均有1105.8億噸水汽流入，平均面雨量36億m3，陰雨天日數多，開展人工增雪作業，能有效增加東天山地區降雪量。當前吐魯番已初步建立人影機構，但人影工作基礎相對薄弱、作業規模小、專業隊伍水平低，遠落后于全疆人影天氣平均水平。目前吐魯番共有人影天氣管理作業人員15人，吐魯番地區現有作業車輛23輛。

2.2 人工影響天氣主要問題和差距

2.2.1 人工影響天氣未納入當地經濟社會發展規劃

吐魯番經濟實力相對薄弱，缺乏中央、自治區相關政策支持，工作思路和布局上長遠考慮不足，當地政府配套投入有待加強，始終未將人影響天氣發展納入當地經濟社會長遠發展規劃。

2.2.2 人影作業組織管理體制和運行機制不完善

吐魯番人影天氣工作運行管理仍不完善，缺乏可持續、長期穩定的基礎設施建設和業務投入，人影天氣發展遠不能滿足當地社會經濟發展和農業防災減災需求。

2.2.3 尚未開展系統人影增雪作業

吐魯番人影增水作業范圍、作業量等規模有限，沒有系統開展山區增水作業，沒有從開發利用山區空中水資源視角科學分析、提出規模化及系統化開展人工增水。

2.2.4 沒有固定專業人影作業隊伍

自人影工作開展以來，地區各縣增水作業人員一直都是氣象部門業務工作人員兼職從事這項工作。僅靠氣象局業務人員兼職開展作業，隊伍薄弱，作業覆蓋區域小、效率也不高，影響作業效果。

2.2.5 作業指揮技術保障能力不足

吐魯番市未形成人工增水體系，缺乏人影天氣作業指揮系統，實踐和經驗很少，作業科技水平偏低，深層次相關理論研究缺乏，市人影技術保障能力整體不足，與當地經濟社會發展規模不相適應。

3 人工增雪作業設計

3.1 建設目標

開展吐魯番東天山冬季飛機人工增雪項目建設，使當地人影工作在設施、規模、水平和效益上取得跨越式發展，使當地山區人工增雪由應急型抗旱作業向長期科學開發利用空中水資源轉變，加大山區空中云水轉化率，增加降水量。

3.2 建設內容

①吐魯番機場位于吐魯番市西北部，地理條件和氣候特殊，尤其冬季大霧、降雪等影響航班正常起降時，該場址飛機起降氣象條件優越。

②在適當天氣條件下，采取人工催化技術增加山區降雪，一方面可有效緩解旱情、增加土壤墑情、提高地溫、利于葡萄安全過冬、增強春季返青生長能力、遏制和殺死地面害蟲和蟲卵、有效凈化空氣、保護環境、利于人體健康；另可形成更多“冰川”，利于高山積雪、水庫蓄水，緩解來年水資源短缺。

③2016年冬季吐魯番擬首次選取吐魯番機場為作業基地，在吐魯番北部山區進行飛機增雪，兼顧托克遜黑山地區，按地理位置劃分為2個區域（如下圖），持續7～8小時飛行，適宜地域遼闊的吐魯番地形。

④作業播撒設備：飛機播撒分為煙條和焰彈形式。煙條利用ZY-1機載焰條播撒系統，有播撒器和點火控制器、焰條，作業準備時間短，引晶濃度高，播撒時間長，操作方便等，單架次能最多攜帶50kg的BR-91-Y型催化劑，含2.5kg碘化銀，焰條性能參數為：直徑Φ60mm、長度96.4mm、焰劑質量2.5kg、AgI含量125g、燃燒時間25min。

3.3 作業通信設備

作業通信設備為基于GPS及北斗技術研制開發的北斗空地傳輸系統，利用計算機將GPS定位信息結合北斗衛星通信功能，由北斗通信系統傳輸定位數據和文字信息，安全可靠且實用性強。

4 增雪作業實施及方案設計

4.1 人工增雪主要天氣形勢

層狀云系是吐魯番冬季開展人工增雪主要作業對象，吐魯番冬季層狀云降水總量和強度小、持續時間短。降水強度量值在10-2～10-1毫米/小時，主要天氣系統包括長波槽、短波槽、鋒壓槽、鋒區小波和低渦。

4.2 作業指揮流程及方案設計

①了解天氣演變，提前一天申報作業飛行空域。飛行當天參考天氣監測資料，決定作業飛機能否作業以及起飛的時間和飛行的區域。天氣實況監測遵循先遠后近、先上游后下游的程序。

②按照目標云層特征確定好作業播撒方案，依據衛星云圖、雷達實況觀測資料等制定作業部位、時間及使用劑量，確定飛行方式及路徑等。作業播撒同時觀測云物理宏、微觀變化。

③作業后，總結好作業區域內各地天氣情況、氣象觀測、雷達回波、雪晶、雪強觀測、無線電探空和攜留氣球低空探測資料等，并對作業效果進行分析，及時向各級政府和生產指揮部門發送人工增雪作業和雪情簡報。

作者簡介：第一作者熊友良（1973-），男，漢族，重慶銅梁區人，在職碩士研究生，工程師，研究方向：應用氣象。