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有关人工影响天气作业技术的分析

2019-10-14曹景一

科技创新导报 2019年23期
关键词:人工影响天气原理

曹景一

摘   要:在人类文明不断发展的过程中,人工对天气的影响也呈现出逐渐增强的态势。人工对天气的影响要追溯到20世纪中期,由于人类对水资源的过度利用及对自然灾害减少的强烈渴望,导致人工影响天气作业技术也在不断的发展中。随着多年的发展,近年来人类对自然天气的认识也在不断增加,人工影响天气作业的技术也有了明显的提升,本文对人工影响天气作业技术进行了重点分析。

关键词:人工影响天气  现代作业技术  原理

中图分类号:P48                                     文献标识码:A                       文章编号:1674-098X(2019)08(b)-0079-02

人工影响天气技术主要使用飞机、火箭等运输工具将一些催化剂,比如干冰、Agi等运输到大气层中适当的位置而后进行散播,从而达到人工干预天气的目的,比如可以产生人工降雪、降雨、冰雹等。截止到目前,世界范围内约有100个国家或地区开展上述活动或研究,比较有影响力的包括美国、俄罗斯、中国、法国等。具体到我国国内而言,当前我国已经在全国31个省市开展人工降雨、预防冰雹等人工干预天气作业,在各级政府部门的领导下,由多个部门联合作业、气象部门组织实施的多元化的工作状态,在人工影响天气作业技术及实施规模方面均走在世界的前列。

目前人工影响天气作业的技术更多地借助于播撒干冰等来实现,主要的区别是播撒的数量、区域及使用的播撒技术等,本文对人工影响天气作业的原理、人工影响天气作业的现代化技术等进行了分析,并有针对性地提出了人工影响天气作业的对策建议。

1  人工影响天气作业技术的主要原理

从原理角度来讲,人工影响天气作业主要是与云的形成直接相关的,在云层活动过程中,要形成降雨,主要有几个基本条件,分别是要有通过地表蒸发及输送等内外循环形成的水汽,还要有处于上升状态的气流,从而能使水汽得以不断上升,形成固态的水,在此基础上,还需要固态水逐渐凝结为冰核,现有人工影响天气技术主要是对凝结核也即冰核等进行影响,借助于飞机、火箭等运载方式向高空中散播相应数量的冰核,从而实现人工干预天气的目的;本质上而言,当前人工影响天气作业技术主要依赖的原理是云层及降水过程中形成的对云层中微物理的敏感性。

人工影响天气作业技术发展过程中一直存在很多的争议,较为主要的是从科学角度如何将自然和人为的影响因素进行区分,同时也有部分科学家对人工影响天气作业技术的后果表示质疑,主要为人工频繁地对天气进行干扰是否会造成区域范围内的天气反常,比如使某地的降水增加,但造成另外一个区域降水的减少,等等,从而引发新的天气问题或是对环境带来不利影响。

同时,受到现有科学技术水平认识不全面的影响,现有技术对于云层降水的整体原理还不能全部掌握,因此对于自然降水的预报等方面也存在很大的困难,导致人工降雨不能结合预报情况有针对性地进行。这也就导致人工影响天气作业技术是有条件限制的,只有符合相应条件的区域才会有一定效果。世界范围内而言,当前人工影响天气作业技术主要的统计方式包括统计实验等方式,根据多年的经验而言,现阶段美国人工影响天气作业技术的成功率约为15%,澳大利亚等国家平均增雨效果在10%~15%左右,我国借助于水库区域进行增雨的效果可以达到20%左右,俄罗斯等国借助于暖云对流等技术,可以将增雨效果维持在30%左右,整体而言,世界范围内人工影响天气作业技术取得了较大发展,但还有很长的路要走。

2  人工影响天气作業技术的主要应用

2.1 人工影响天气作业技术用于地面和空中的作业

人工影响天气作业技术主要分为地面和空中的作业,都是利用云层和对流形成的,在其实施过程中需要注意的是作业的实施需要与云层的变化相一致,要对云层状况进行及时的分析,才能在地面上做出快速的反应,以便对人工影响天气的过程做到实时预警,并在人工影响天气作业过程中快速地进行决策。当前人工影响天气过程需要相应的设备及技术进行支持,比如卫星监测、天气雷达等,只有借助于适宜的决策及科学的技术才能及时下达干预任务并且对干预的效果进行及时的分析。在地面上实施人工影响天气作业技术主要使用的是发射高射炮的方式,在空中作业的干预方式主要是高空中喷洒催化剂等等;同时,选择高空或是地面进行作业,主要影响因素是云层的特点,以此为基础有针对性地进行作业。只有提高人工影响天气作业技术的科学性和信息发布的准确性,才能提高人工影响天气作业的质量与效率。

2.2 人工影响天气作业技术的监测系统

在人工影响天气作业技术中,监测系统是较为重要的组成部分,决定着能否顺利进行人工影响天气作业。监测网的建立应该与当地的气象观测系统直接相关,借助于云层的特点比如是对流云还是层状云等,对实时的天气、动力、微物理结构等进行观测,有选择性地对观测点的方位、观测的目的等进行改善;同时监测系统的变化还应结合当地的飞机、高炮等的天气作业网的布局及作业任务的不同,比如降雨、消雾等进行统筹的规划。

2.3 人工影响天气作业技术的主要内容

在较为恶劣的天气,比如冰雹容易发生的季节,需要一定高度的高炮将碘化银作为发射物发到云层的对流层中或者将火箭发射到云层中,从而防止冰雹大量落地,降低自然灾害发生的频率;在较为干旱的季节,应该用上述高炮或是火箭实施人工增雨;上述作业的较为统一的特点为在强对流发生的天气进行作业,并且每年的3~9月作业期较好,因较容易发生强对流的天气。

3  强化人工影响天气作业技术的对策建议

3.1 注重科研水平的提升

人工影响天气作业技术是我国抗旱、防灾技术的重要任务水平,在当前科技水平不断发展的状况下,为提升人工影响天气作业技术的水平,应该加大对此方面的技术投入,避免灾害的发生,使灾害尽可能最小概率发生,同时还要注重技术水平的不断优化,对现有技术进行不断研发与创新,提升作业水平。

3.2 提高人工影响天气作业技术中运载工具选择的适宜程度

在人工影响天气作业技术中,影响作业效果的较为重要的因素是提高催化剂发射工具选择的适宜性,比如当云层中带有雷电时,这类云团很大概率会发生降水,因此只需要选择适宜的催化剂即可,这时需要借助于装载着催雨剂的高炮或是火箭等进行高空发射;而当云层较为模糊时,选择增雨火箭就不太适宜,主要原因为空气中不含有积雨云,此时应选择飞机作为催化剂的主要运载工具。同时,还需要注意的是,在运载工具的选择上,若采用飞机作业,则应该注意风向,若选择高炮或是火箭,则需要注意地点选择的合理性,避免落回地面的火箭对居民生活等产生影响,顺利完成人工影响天气作业技术。

参考文献

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