人工影響天氣作業飛機 從無到有再到“無”

對于今天的公眾來說，人工影響天氣已經不是什么陌生的字眼，高炮、火箭、地面催化劑發生器等人工影響天氣裝備也越來越多地被公眾所熟知。你知道嗎，飛機也可以進行人工影響天氣作業。

耕云播雨的空中利器

1958年夏天，一架經過改裝的蘇制圖-2輕型轟炸機搭載著干冰等催化劑飛行在吉林省上空，為曠日持久干旱的大地灑下了久違的甘霖，也由此開啟了我國人工影響天氣事業的現代篇章。

60多年過去了，無論是改造后的“洋飛機”，還是國產增雨飛機，亦或是現代進口增雨飛機，飛機在人工影響天氣作業過程中均發揮著重要的作用，且有著地面裝備難以企及的諸多明顯優勢。

首先，人工影響天氣作業飛機“帶貨”多。與火箭和高炮相比，人工影響天氣作業飛機一次可以攜帶的催化劑量遠高于火箭彈或炮彈。以運-12人工影響天氣作業飛機為例。每次作業時，每架飛機可以攜帶10～20根碘化銀焰條，每根焰條中的碘化銀含量一般為125克（小型焰條每根含碘化銀36克），相當于地面人工增雨火箭彈中的碘化銀含量的10倍以上，這使得飛機在很短時間內就能夠將足量的催化劑播撒到空中，促使數以億計的冰核在空中迅速凝云聚水，形成有效降雨。

其次，人工影響天氣作業飛機的機動性更強。在保障飛行安全的前提下，工作人員可以根據降水云系的特征和云系發展趨勢，拓展空間作業范圍。特別是遇到大范圍降水云系時，人工影響天氣作業飛機更是如魚得水，能夠大面積地將催化劑直接播入云中適當位置。一次合理的飛機作業往往可影響數千平方千米面積，受益范圍廣且安全性強。事實上，不管下墊面是山區還是平原、城市還是鄉村，都能享得人工影響天氣帶來的“恩惠”。

再次，人工影響天氣作業飛機用途廣。為了提高云中的降水效率，人們在開展人工影響天氣作業時，需要根據云的性質、高度、厚度、濃度、范圍及其他因素，選用不同的催化劑。目前，我國國內改裝比較成功的人工影響天氣作業飛機多數為固定翼飛機平臺，且機上同時加裝了監測、催化、通信、集成等任務設備和系統。這些高性能人工影響天氣作業飛機可以同時裝載暖云催化劑、制冷劑和碘化銀等不同類型的催化劑，分別針對暖云、溫度較高的冷云和溫度較低的冷云或者混合云播撒不同類型的催化劑，有針對性地進行作業。若人工影響天氣作業飛機機艙內外掛接各種觀測儀器和設備，在耕云播雨的同時，還可以對空中云水資源及氣溶膠等情況進行實時探測，這不僅為開展合理有效的人工影響天氣作業提供了可靠的依據，而且為科學研究提供了第一手觀測資料，推動了大氣物理和云降水物理等學科的發展。

目前，我國人工影響天氣作業中常用的3種飛機機型分別是新舟60、“空中國王”和運-12。其中，新舟60以“載重大（最大載重5.5噸）、任務系統全、集成度高、催化播撒方式豐富”而著稱，屬于增雨飛機中的佼佼者。該飛機能夠搭載我國自主研發的機載焰條、焰彈、液氮、吸濕性粉劑等4種催化裝置。與傳統增雨飛機相比，新舟60人工影響天氣作業飛機可以根據不同任務性質，在冷暖云系的底部、中部和頂部播撒催化劑?！翱罩袊酢睂儆诟咝阅苓M口飛機，不僅飛行速度更快，飛行上限更高，而且能夠在復雜的地形、地貌及嚴苛的飛行條件下實現大范圍、跨區域人工影響天氣作業。這款機型往往還會加裝云微物理、氣溶膠理化特性以及氣象要素探測設備和先進的機載任務系統，可以承擔國家重大災害應急飛行等任務。國產運-12飛機最為經濟實惠，是人工影響天氣作業飛機中成本最低的。這款機型具有優秀的低空低速飛行能力，應用省份最多，改裝經驗豐富，人工影響天氣作業相關技術更為成熟。

無人機漸成新寵

如今，隨著我國多個重點生態功能區的建立，“生態優先、綠色發展”的理念已深入人心，這也對人工影響天氣工作提出了新的方向和需求。有人作業飛機受到飛行安全、飛行時長和飛行高度等因素的限制，往往不能到特定區域開展作業。比如，西藏仍然是人工影響天氣作業飛機作業的空白區，人工影響天氣的主要飛機平臺目前仍不能在青藏高原起降，當地的生態修復型人工影響天氣服務效果也受到作業平臺的限制。

我國南方地區常見的增雨作業對象多是暖性、分散性對流降水云系，但有人飛機平臺在最低飛行高度、飛行安全和地形適應性等方面受到眾多因素的制約，不能完全滿足工作需求，對南方地區的抗旱增雨、水庫增蓄和生態改善人工影響天氣服務造成一定影響。另外，出于對飛行安全的考慮，有人作業飛機常常不能進入具有一定風險的云系作業。這些問題該如何解決呢？答案就是無人機。

近幾年，隨著無人機技術的日趨成熟，各級氣象部門根據業務發展需求，嘗試使用不同類型的無人機開展人工影響天氣作業試驗，以補充現有作業體系的空白與不足。

目前，用于人工影響天氣作業的無人機既有大型無人機，也有中小型無人機。大型無人機主要包括翼龍Ⅱ型無人機和騰盾TB-A型無人機（又名“及時雨”）。其中，翼龍Ⅱ大型無人機可以“邊探測、邊播撒”；騰盾TB-A型無人機可搭載模塊化的任務載荷，以實現不同需求的人工影響天氣作業。

2024年3月15日17時10分左右，四川省甘孜州雅江縣呷拉鎮白孜村發生森林火災。16日14時30分左右，火場突發7至8級大風，瞬時風力達10級以上，導致火勢迅速擴散并發生飛火，火場面積急速擴延。通過對當地地形、天氣形勢的分析和研判，氣象部門緊急調撥遼寧、青海兩架新舟60高性能人工影響天氣作業飛機以及翼龍-2H氣象型大型無人機、“騰盾雙尾蝎”大型無人機、海燕Ⅱ型無人機和地面高炮等多種人工影響天氣設備，采用有人機與無人機結合、空地結合等多種形式參與滅火增雨工作。3月22日下午至次日凌晨，翼龍-2H氣象型大型無人機和新舟60高性能人工影響天氣作業飛機利用各自性能優勢，結合火場火勢和地形條件，在火場及其上風方向一南一北打配合，成功實施了兩架次增雨（雪）作業。此舉在一定程度上破解了高溫和濃煙等極端條件下“到不了、夠不著”的撲救難點。

安全皮實易改裝

相比有人機，無人機在人工影響天氣作業中具有獨特的優勢。

首先，無人機降低了飛行人員的安全風險。在氣象條件復雜的山區，有人作業飛機根本無法到達或者不能開展作業，而這正是無人機大顯身手的機會，既能夠保障作業人員安全，也可以完成作業目標。

其次，無人機比較“皮實”，可以針對不同云系開展催化作業。由于大型無人機往往利用衛星通信，因此可以適應惡劣的自然環境、夜間時段和弱對流性降水等多種場景；而且，無人機的續航能力比較強，大型無人機往往可以連續飛行30小時以上，遇到大范圍、持續時間長的天氣系統，只要電力充足，無人機就可以持續進行人工影響天氣探測與作業。

再次，無人機的改裝相對簡單，人們可以根據不同的工作需求，快速進行模塊化改裝，而不會影響到飛機的安全性。在多山的生態涵養區、地質災害頻發區或森林草原火災頻發區，中小型無人機還可通過“集群式”“聯排式”或“接續式”等方式開展局地的人工影響天氣探測與作業。

“有無巧搭”效果佳

由于無人機有效彌補了有人飛機作業的短板，我國已有多個省份開展了無人機的人工增雨試驗研究，并取得了一定的成果。未來，在我國的人工影響天氣工作中，基于現有無人機業務應用基礎，可結合大型無人機長航時、長航程、高高度，小型無人機適應性和機動性強的特點，建設長航時作業兼探測的大型無人機作業系統和以作業為主的中小型無人機作業系統，通過大型無人機+有人機+中小型無人機的互相配合，形成高—中—低搭配的立體催化模式，建設覆蓋面廣、機動性較高的空中作業力量，進一步提高飛機的催化效率，合理開發空中水資源，加快推動我國人工影響天氣事業的高質量發展。

我國人工影響天氣作業飛機從無到有，從有人機到無人機，每前進一步都伴隨著科技的發展、人才的提升與國家戰略的需求。未來，人工影響天氣作業飛機也將繼續在生態修復、水源涵養、糧食安全、森林草原防火及重大活動保障等領域發揮重要的作用。

（作者單位：高欣，山西省氣象服務中心；蔡兆鑫，山西省氣象災害防御技術中心；周旭，中國氣象局人工影響天氣中心）

【責任編輯】趙 菲