張向軍 何東升
(內(nèi)蒙古錫林郭勒盟氣象局 內(nèi)蒙古 錫林浩特 026000)
錫盟是我國四大草原之一的內(nèi)蒙古草原的主要天然草場,這里既是國家重要的畜產(chǎn)品基地,又是北方生態(tài)安全屏障和萬里綠色長城的重要組成部分。錫盟地處中緯度內(nèi)陸,為西風環(huán)流控制,海拔高,距海遠,受極地大陸氣團控制時間較長,空氣干燥,形成了“十年九旱”的現(xiàn)狀。隨著全球變暖,錫盟森林草原火災發(fā)生有上升趨勢,加之蒙古國境外火時有越境燃燒,出現(xiàn)火災的概率遠遠高于其他地區(qū),保護祖國北方生態(tài)屏障的任務越來越重。而人工影響天氣在農(nóng)牧業(yè)抗旱增雨和森林草原防撲火中是最經(jīng)濟的技術(shù)手段,通過人工影響天氣,運用科技手段觸發(fā)降水,是趨利避害的有效途徑。
1.1 人工增雨助力森林草原防滅火。森林草原火災是當今世界上破壞性大、救助極為困難的自然災害之一。據(jù)統(tǒng)計,2020年度,錫盟發(fā)生森林草原火災6起。其中,較大森林火災1起,過火林地面積78.8hm2;草原火災5起,其中較大火災2起,一般火災2起,邊境火災1起,過火草地面積5 145.6 hm2。森林草原火災在燒毀大量的林木草地的同時,還會燒掉土壤中的有機質(zhì),導致土地沙化和水土流失,打破生態(tài)平衡。而人工增雨作業(yè)可有效降低森林草原火險等級,緩解森林草原防火壓力,對全力筑牢北方重要生態(tài)安全屏障具有重要作用。
1.2 人工增雨抗旱。干旱是錫林郭勒草原最突出、最嚴重的氣象災害,尤其是春旱和夏旱是影響錫盟的主要干旱災害,具有春旱發(fā)生頻率高、夏旱影響嚴重的特點。全盟年平均降水量272.2 mm,烏拉蓋、西烏珠穆沁旗、正鑲白旗、太仆寺旗、正藍旗、多倫等地區(qū)的年降水量達到300 mm以上,西北部年降水量相對較少,特別是二連浩特年降水量只有140 mm左右。全盟蒸發(fā)量的分布與降水量相反,在少雨地區(qū),由于日照充足,地表植被稀疏,所以蒸發(fā)旺盛,年蒸發(fā)量為1 797 mm,是年降水量的12倍,由于年蒸發(fā)量遠大于年降水量,致使空氣干燥。飛機增雨作業(yè)是錫盟人工影響天氣的主要手段,它是在合適的天氣條件下實施的增加降落到地面有效降水的作業(yè)活動,該作業(yè)根據(jù)不同云層物理特性,選擇合適的時機,向云中播撒催化劑,進而實現(xiàn)云層降水或增加降水量。合理開展飛機人工增雨作業(yè),可以讓旱災導致的損失得到補救。
1.3 人工消霧霾凈化空氣。隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展,工業(yè)、交通、能源排放的污染物急劇增加,空氣污染日益嚴重,已嚴重影響到人民群眾的健康。據(jù)研究分析,錫盟近5年空氣質(zhì)量總體較好,但由于霾和沙塵天氣頻發(fā),出現(xiàn)嚴重污染的日數(shù)也占到所有污染日數(shù)的10%,主要污染物為PM10,人工消霧霾話題已經(jīng)成為人們熱議的內(nèi)容。人工消霧霾就是向空中播撒適當?shù)奈镔|(zhì)使之產(chǎn)生大量冰晶,冰晶與水汽和水滴共存時,由于冰面飽和水氣壓低于水面飽和水氣壓,空中的水汽便會迅速凝結(jié)到冰晶上,冰晶的增長抑制了水滴的增長,并促使水滴不斷蒸發(fā)和數(shù)量減少,從而達到減少和清除大氣中霧滴的效果,起到凈化空氣的作用。
2.1 探測手段和技術(shù)裝備不夠完備。目前錫盟人工影響天氣探測手段和技術(shù)裝備還不夠完備,缺乏高性能、多功能的先進探測設備,無法有針對性的對目標云系進行有效、連續(xù)跟蹤探測。而且,人工影響天氣的專用探測設備數(shù)量不足,覆蓋范圍有限,存在許多觀測盲區(qū),因此,難以科學準確地確定催化潛力、催化時機、催化部位和催化劑播撒量,也直接影響對催化效果的評估。錫盟地域面積20.3萬km2,東北部、中部和南部地區(qū)先后建有3部雷達,分別為C波段多普勒雷達、X波段雙偏振雷達、713數(shù)字雷達,不論是探測范圍還是探測精度均不能覆蓋錫盟整個區(qū)域。2018~2019年,錫盟氣象局在東部和南部地區(qū)增加了8部雨滴譜監(jiān)測儀,雖然有效提高了人工影響天氣作業(yè)的探測能力,但8部雨滴譜監(jiān)測儀還遠遠不能實現(xiàn)有針對性的開展增雨作業(yè)及增雨效果檢驗評估。
2.2 科技支撐能力薄弱。飛機人工影響天氣雖然在氣象防災減災中起到了良好的防護作用,但是當前飛機人工影響天氣的技術(shù)還存在很多不足。首先,地市級增雨作業(yè)人員對飛機人工影響天氣學科基礎的云物理學的深入、系統(tǒng)研究以及關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)技術(shù)力量薄弱,沒有形成本地區(qū)綜合識別和作業(yè)指標;其次是作業(yè)效果的科學評估和檢驗能力不足,基本依靠上級技術(shù)支撐。
3.1 完善人工影響天氣經(jīng)費投入機制。進一步強化人工影響天氣工作的基礎性和公益性特點,建立穩(wěn)定長效的業(yè)務和科研投入機制,完善上級部門和地方共同投入的經(jīng)費保障機制。切實將人工影響天氣基礎設施和重點項目建設納入地方發(fā)展規(guī)劃,在確保業(yè)務投入的基礎上,增加人工影響天氣探測手段和技術(shù)裝備,不斷加強對人工影響天氣科研開發(fā)和工程建設的投入力度,以促進全盟人工影響天氣科技水平的整體提高,從而更好地為經(jīng)濟建設、社會發(fā)展以及生態(tài)環(huán)境建設和保護服務。
3.2 加強關(guān)鍵技術(shù)研發(fā),提高業(yè)務科技水平。以人工影響天氣發(fā)展需求為導向,加快人工影響天氣科技支撐能力建設。建立與人工影響天氣工作人員相關(guān)的激勵機制及管理制度,并不斷進行完善,注重工作人員的業(yè)務培訓和素質(zhì)教育。圍繞作業(yè)模式、概念模型和指標體系開展業(yè)務技術(shù)攻關(guān),通過科研成果推廣應用,提高工作人員的業(yè)務科技水平和指導能力,進而為人工影響天氣服務型業(yè)務發(fā)展提供科技支撐與技術(shù)保障,推動人工影響天氣工作在錫盟氣象防災減災中又好又快發(fā)展。
錫盟地域遼闊,草原火災、氣象干旱和大風沙塵帶來的空氣污染頻發(fā)。面對現(xiàn)代社會發(fā)展帶來的挑戰(zhàn),在氣象災害防災減災中應用飛機人工影響天氣作業(yè),開發(fā)利用空中云水資源,通過人為干預云層方式來降低氣象災害發(fā)生概率,在森林草原防撲火、抗旱增雨、凈化空氣和生態(tài)修復等方面可做出重要貢獻。進一步發(fā)揮人工影響天氣在氣象防災減災中的作用,不僅可以推動社會經(jīng)濟增長,還可以保護生態(tài)環(huán)境,為人類社會可持續(xù)發(fā)展奠定基礎。