人工影響天氣技術在白山市防災減災中的應用

王鴻禎 馬一寧 馬睿妍

摘要 人工影響天氣是一種以科技力量干預天氣狀態的手段，主要是借助火箭發射系統、高炮等向天空云層發射碘化銀炮彈，從而達到防災減災的作用。結合吉林省白山市人工影響天氣工作經驗，闡述了人工影響天氣技術原理，探析了人工影響天氣作業在白山市防災減災中的應用，指出了白山市人工影響天氣工作目前存在的不足之處，提出了幾點完善人工影響天氣工作的措施，為進一步提升白山市人工影響天氣在防災減災中的應用效果提供指導。

關鍵詞 白山市；人工影響天氣；技術原理；防災減災；應用

中圖分類號：P48 文獻標識碼：B 文章編號：2095–3305（2023）12–0-03

Artificial Weather Modification and Its Application in Disaster Prevention and Reduction in Baishan City

Wang Hong-zhen et al（Jiangyuan District Meteorological Bureau， Baishan City， Jilin Province， Baishan， Jilin 134700）

Abstract Weather modification was a means of interfering in the weather state with the power of science and technology. It mainly fires the silver iodide shells into the sky clouds with the rocket launch system and anti-aircraft guns， so as to achieve the role of disaster prevention and mitigation. Combined with Jilin Baishan weather work experience， this paper expounded the principle of weather modification technology， analyzed the weather modification in Baishan application of disaster prevention and mitigation， pointed out the Baishan weather modification work existing shortcomings， put forward some measures to perfect the weather modification， in order to further enhance the Baishan weather application effect in disaster prevention and mitigation to provide guidance.

Key words Baishan City; Artificial weather modification; Technical principles; Disaster prevention and reduction; Application

人工影響天氣作業是指在適當的時候借助人工催化等技術措施改變或影響某些區域大氣的物理過程，可以達到防災減災的目的[1]。白山市隸屬于吉林省，地處吉林長白山腹地，地處126°7' ～128°18' E，41°21' ～42°48' N之間。境內氣候屬北溫帶大陸性季風氣候，氣候復雜，干旱、冰雹等氣象災害頻發，經常發生災情，還會引發森林火險，因此當地防災減災形勢嚴峻。近年來，白山市委、市政府及相關部門高度重視人工影響天氣工作，為了最大限度地利用云水資源，科學防災減災，白山市氣象局組織了科研小組，將人工影響天氣作為一個重要課題進行研究，并持續加大對人工影響天氣作業的投入。

目前，白山市共建立了16個固定地面作業站，14個移動作業站，25個增雨火箭架，7個地面煙爐，10個固定防爆彈藥儲存箱。通過每年定期組織白山市人工影響天氣工作人員開展人工雨（雪）作業和安全培訓，白山市人工影響天氣地面作業能力得到了明顯提高，白山市年雨（雪）生產能力可達1億～3億m3，實現了人工影天氣作業能力以及科學作業水平的跨越式發展。

1 人工影響天氣技術原理

人工影響天氣是指在適當的條件下，借助技術方法，人為干預當地大氣狀況，以實現增加降雨、降雪和防范冰雹等防災減災目標[2]。白山市開展的人工影響天氣作業主要包括人工增雨作業和人工防雹作業。

1.1 人工增雨作業的技術原理

人工增雨作業是在降雨的條件下，使降雨提前并增加降雨量。人工增雨的條件包括空氣中的云厚度達到2 km、缺乏冰晶但水蒸氣豐富，且云層周圍有持續的水蒸氣供應。此時，只需在云中播種催化劑，將水蒸氣凝結成雨滴，就可以實現降雨。

常見的人工增雨催化劑有3種：一是用于冷云中的成核劑；二是用于溫度＞0 ℃以上的暖云中的制冷劑，主要是利用干冰從云中的水形成大量冰晶，從而冷凝水蒸氣[3]；三是吸濕劑，它可以吸附云中的水，使其變成更大的水滴，并加速其下落過程。

1.2 人工防雹作業的技術原理

人工防雹的技術原理是通過人工干預減少或切斷對小冰雹胚胎的供水[4]。目前，大量人工播種的冰核被用于直接進入冰雹胚的形成或生長區，促進過冷水滴在云中直接凍結和完全結晶，且不會產生霧凇、霰或冰雹[5]。隨著炮彈的爆炸，在云層中產生了動態干擾，下沉氣流導致冰雹云提前解體，單個云的強度降低。

2 人工影響天氣在白山市防災減災的應用

2.1 人工增雨抗旱

干旱是白山市常見的氣象災害。在干旱災害發生過程中，作物產量低，產品質量差，農民的經濟損失也會有所增加。在此形勢下，白山市氣象局應將人工增雨抗旱措施作為重要的防災減災方法[6]。

實踐操作方面，人工增雨抗旱的過程主要為：在全面思量、探測天氣條件、深入分析云情的基礎上，氣象部門選擇的最合適的降雨催化劑，在火箭的幫助下，催化劑被送入云層，可以增加云層中雨滴分子的直徑和數量，從而產生降雨天氣。人工增雨的應用不僅可以轉化云中的降水分子，而且還可以使降雨量增加，從而有效緩解干旱災情，減少干旱災害帶來的損失和危害[7]。

例如，2014年7月27日至8月12日，白山市渾江區、江源區無降水，其他縣市＜2 mm降水。其中長白縣8月上旬降水僅1.2 mm，較歷年同期少97%。白山市氣象局高度重視，精心部署，采取多項措施做好天氣監測與人工增雨等工作。

結合天氣形勢，8月11日，市氣象局啟動內部重大氣象災害（干旱）Ⅳ級應急響應。8月11日至12日召開汛期抗旱會、全區人工增雨部署會，組織全區氣象部門開展土壤墑情加密觀測，密切監測天氣變化，做好加密自動站維護。同時，加強同省氣象局、市水利、農業等部門的天氣會商，及時向市政府領導匯報天氣趨勢。市氣象局制定周密全區人工增雨作業方案，并及時調撥帳篷及睡袋、氣墊分配至各縣局，全區人工增雨作業人員提早在增雨作業區安營扎寨，做好多梯次人工增雨作業準備。氣象預報人員緊密監測天氣，密切盯緊雷達回波，為前方增雨作業提供最佳作業時機。8月13日17：54至14日23：00，在白山市氣象局組織下，長白縣、靖宇縣、撫松縣、臨江市氣象局及時抓住有利時機，開展了多輪人工增雨作業，共發射火箭彈54枚，作業面積1 000 km2。增雨作業后，作業區普降中雨，有效緩和了當地旱情，同時增加了水庫蓄水，對生態環境產生了積極影響。

又如2019年4月份以來，白山市降雨偏少、風力較大，森林防火壓力較大。4月29日至30日，吉林省白山市氣象局開展空地聯合人工增雨作業，省氣象局派出增雨飛機3架次進行增援，渾江、江源、靖宇、撫松4個縣（市、區）配合開展地面火箭增雨作業。作業影響區出現小雨到中雨，全市林下可燃物含水率平均達29%。此次降雨有利于緩解森林防火壓力，改善農田墑情。

2.2 人工防雹減災

冰雹在白山市春夏季發生率極高，常給當地農業生產帶來嚴重威脅，應用人工防雹減災方法可以有效減少冰雹災害造成的各種財產損失。因此，白山市氣象局可以在當地防災減災工作中積極推廣人工防雹作業，具體內容為使用高炮或火箭發射裝置，向有可能形成冰雹的云層發射碘化銀火箭彈，在云中爆炸，干擾云中氣流，抑制冰雹的生長，促使其盡快轉化為降雨，造成的威脅也將相應減少。

例如，受低空切變影響，2022年7月23日早晨，吉林省西白山、松原、白城、延邊、長春等地出現強降水、冰雹強對流天氣。7月23日07：00—25日07：00，吉林省局部區域實施防雹作業，共19門高炮發射炮彈643發，旨在防雹減雹。

3 人工影響天氣工作中存在的不足之處

近年來，白山市開展的人工增雨、人工防雹等人工影響天氣工作為當地防災減災、推動經濟社會和諧發展作出了諸多貢獻。然而，在人工影響天氣工作方面，仍有不足之處需要改進。主要涉及下述幾點。

3.1 保障機制不健全

盡管人工影響天氣行動的資金已列入地方財政預算，但缺口依舊很大，實施緩慢。部分基層資金嚴重短缺，對人工影響天氣工作的高效高質量開展產生了負面影響，導致部分地區基礎設施建設滯后，作業站點標準化水平不高[8]。因此，白山市仍需加大人工影響天氣作業投入，加強人工影響天氣作業站點的現代化建設。

3.2 人工影響天氣作業安全管理不力

由于在人工影響天氣作業中使用了炮彈等特殊物質，因此需要特別關注人影作業的安全監管。無論是在物資儲存、運輸方面還是使用方面，都需要強化人工影響天氣作業的監管，這給氣象部門帶來了一定的工作壓力。目前，一些地區對人工影響天氣作業彈藥儲存、運輸和設備維護的管理不夠標準，均需要不斷進行改進。

3.3 人工影響天氣作業科技水平有待提升

在當前人工影響天氣技術的應用方面，白山市相關技術支撐能力不夠強，操作的準確性無法達到高要求，因此人工影響天氣服務的現代化水平有待進一步提升。此外，基層人工影響天氣站點研發能力較弱，新技術研發能力較差。

3.4 人工影響天氣作業隊伍有待優化

目前，人工影響天氣作業隊伍穩定性較差，具有基礎水平人影技術的經驗豐富的人員不足，容易對人工影響天氣工作的安全性和質量造成不良影響。因此，人工影響天氣人員的業務能力依然需要增強，高炮、火箭炮等作業操作人員的業務培訓力度也有待加大[9]。今后，相關部門要不斷優化人工影響天氣隊伍保障體系，強化作業隊伍人員業務演練與安全培訓。

4 人工影響天氣工作發展策略

4.1 加大人工影響工作經費保障力度

人工影響工作是抗旱減災的重要手段。近年來，白山市投入的作業經費已經不能滿足人工影響天氣事業的發展需求，特別是在本地建成標準化作業站后，需要的維持經費也大幅增加。因此，為了更好地進行抗擊干旱災害，地方政府及相關經費保障部門應逐年提高人工影響天氣作業經費，提升白山市人工增雨作業水平[10]。同時，要將人工影響天氣建設、作業和維持等經費列入財政預算，加快作業裝備自動化、信息化、智能化升級改造，限期更換或淘汰已達報廢期的人工影響天氣作業裝備，保證白山市人工影響天氣作業裝備安全穩定運行，最大程度地發揮人工影響天氣工作在農業生產中的應用效益。

4.2 加強人工影響天氣工作安全管理

由于人工影響天氣工作涉及高射炮和火箭、空中射擊、人影彈等爆炸性危險材料，安全是開展人工影響天氣工作的重中之重。因此，相關部門要牢固樹立安全人工影響天氣發展理念，加強安全管理體系建設、安全監督檢查和安全管理[11]。

第一，相關部門要將人工影響天氣作業單位信息錄入民爆信息系統，依法開展人影作業設備的采購和運輸。民用爆炸物應存放在專用倉庫中，嚴格開展信息登記制度，積極落實空域申報、運行安全保障、現場檢查等工作制度，最大程度地消除人工影響天氣工作中存在的安全風險。

第二，相關部門要建立健全安全作業規章制度，以確保安全作業。對人工影響天氣作業點，要堅持“安全、科學、高效”的原則，把安全放在首位，完善作業標準和程序，制定事故應急救援預案，建立作業安全保障機制[12-13]。

第三，相關部門要加強操作人員的崗位培訓和操作設備的管理，嚴格遵守操作規程和操作期間的空域申報，堅決杜絕未經空域管理部門批準擅自操作，禁止無視安全的盲目操作，要始終確保及時、安全和有效地開展人工影響天氣作業[14]。

4.3 加強干旱冰雹動態監測，及時開展人工降水防雹作業

加強對白山市干旱、冰雹等災害性天氣的動態監測，緊緊圍繞白山市農業生產、生態保護、森林火災風險防范和重大活動保障服務需求，在農作物關鍵需水期以及森林火險高發階段，全力開展人工防雨防雹作業，助力糧食生產，降低森林火險發生率，保障食品安全、森林資源安全[15]。

4.4 加強人工影響天氣科研工作的開展

為了加強人工影響天氣工作的開展，相關部門應加強對人工影響天氣的理論和實踐研究。針對當前人工影響天氣研究的不足，需要多單位、多學科的聯合研究，通過多方分工協作，攻克當前人工影響氣候研究中的難題。

此外，要利用衛星、雷達等現代探測手段，不斷優化云降水和人工催化過程的實時監測和識別系統。同時，積極開發利用現代天氣數值預報技術，逐步加強云物理和人工催化的室內實驗研究，開發高效的暖云催化劑和制冰催化劑，逐步完善運行催化體系，有效改進催化工具，從而更有效地實現防災減災[16-17]。

4.5 加強培訓力度，提高人影作業技能

相關部門要加強對人工影響天氣操作人員的培訓，提高操作技能。對于人工增雨培訓工作，要重點加強安全規程、人影規程、操作規程、基本維護理論、操作技術培訓，提高操作人員科學操作水平。

此外，相關部門要加強崗位安全知識培訓，提高操作人員的安全意識[18]。同時，應根據具體的操作案例對人影操作進行全流程審查，分析操作過程中的關鍵節點和注意事項，制定故障處理措施，增強應急響應能力，確保操作安全，最大限度地提高人工影響天氣作業效益[19-20]。

5 結束語

人工影響天氣是防范干旱、冰雹等氣象災害的重要技術手段，在保障作物安全生產、防范森林火災等方面的作用十分顯著。白山市在人工影響天氣防災減災方面取得了一定的成效，但是也存在一些不足之處。白山市相關部門應加大人工影響天氣經費支持、作業安全管理，加強干旱、冰雹災害性天氣動態化監測，并從技術、人力等方面著手完善工作對策，不斷提高人工影響天氣精細化作業水平，強化人工影響天氣在防災減災、助力生態文明建設中的作用[22-23]。

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