人工影響天氣在天峻縣氣象防災(zāi)減災(zāi)中的應(yīng)用

袁世龍 錢瑋 尚偉邦 趙小紅

摘要 天氣災(zāi)害頻發(fā)對(duì)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)和居民生活造成嚴(yán)重影響，因此尋求有效的氣象防災(zāi)減災(zāi)方法至關(guān)重要。人工影響天氣技術(shù)通過(guò)云種植人工降雨等方式，可以在一定程度上調(diào)節(jié)水汽時(shí)空分布，緩解干旱、預(yù)防山洪地質(zhì)等災(zāi)害。探討人工影響天氣技術(shù)在中國(guó)青海省天峻縣氣象防災(zāi)減災(zāi)中的應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，人工影響天氣技術(shù)在一定程度上減輕了極端天氣事件的影響，為當(dāng)?shù)貧庀蠓罏?zāi)減災(zāi)提供了新的思路和方法。

關(guān)鍵詞 人工影響天氣；氣象防災(zāi)減災(zāi)；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：P48 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2023）09–0-03

天氣是人類生活中不可忽視的重要因素之一，直接關(guān)系到畜牧業(yè)、交通、能源等行業(yè)的發(fā)展和人們的日常生活。尤其對(duì)于地處高原地區(qū)的氣象防災(zāi)減災(zāi)工作來(lái)說(shuō)，更是具有重要的意義。氣象防災(zāi)減災(zāi)工作的目標(biāo)是監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)預(yù)警天氣災(zāi)害，減少損失，保障人們生命和財(cái)產(chǎn)安全[1]。而作為一種干預(yù)自然天氣的人為手段，人工影響天氣作業(yè)可以在一定程度上使天氣現(xiàn)象朝著人們預(yù)定的方向轉(zhuǎn)化，對(duì)氣象防災(zāi)減災(zāi)工作具有一定的應(yīng)用價(jià)值，旨在有效減輕氣象災(zāi)害對(duì)當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成的影響。將探討人工影響天氣在天峻縣氣象防災(zāi)減災(zāi)中的應(yīng)用情況[2]。

1 人工影響天氣概述

人工影響天氣是指通過(guò)科技手段對(duì)局部大氣的物理、化學(xué)過(guò)程進(jìn)行人工影響來(lái)減輕或者避免氣象災(zāi)害，在合理?xiàng)l件下，利用氣候資源，達(dá)到增雨雪、防雹、消雨、消霧、防霜等目的。包括利用小型飛機(jī)、高射炮等運(yùn)載工具進(jìn)行人工增雨、防雹作業(yè)，向云中播撒催化劑；在農(nóng)田進(jìn)行人工防霜，以及在機(jī)場(chǎng)、航道、高速公路等進(jìn)行人工消霧等。

人工影響天氣應(yīng)用范圍廣泛，主要包括以下幾個(gè)方面：一是降水增加。在干旱或水資源緊缺地區(qū)，通過(guò)人工方式增加降水，滿足土壤增墑或城市用水需求。二是霧霾消散。利用人工手段改善空氣質(zhì)量，縮短霧霾天氣的發(fā)生和持續(xù)時(shí)間。三是防雹減災(zāi)。通過(guò)人工干預(yù)，減少或抑制冰雹的形成，保護(hù)動(dòng)植物、建筑物和人民生命財(cái)產(chǎn)安全。四是在特定場(chǎng)合或活動(dòng)，如國(guó)慶慶典、奧運(yùn)會(huì)、世博會(huì)等重大活動(dòng)，通過(guò)人工影響天氣作業(yè)，確?；顒?dòng)的順利進(jìn)行[3-4]。

2 天峻縣氣象災(zāi)害現(xiàn)狀

天峻縣近年來(lái)受到了多種氣象災(zāi)害的影響，包括暴雨、雪災(zāi)、冰雹、干旱等。這些災(zāi)害對(duì)當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生了一定的影響。

2.1 干旱

天峻縣位于柴達(dá)木盆地東部，居青海湖西北部，海拔為2 850～5 826 m，氣候條件惡劣，氣候干燥，降水相對(duì)偏少，受氣候變化和人類活動(dòng)的影響，該地區(qū)常年受到干旱的困擾。干旱是天峻縣的主要?dú)庀鬄?zāi)害之一，對(duì)當(dāng)?shù)啬翗I(yè)生產(chǎn)、生態(tài)環(huán)境和居民生活造成了嚴(yán)重影響。第一，由于地處高海拔地區(qū)，天峻縣氣候干燥，年降水量較少。干旱會(huì)對(duì)牧場(chǎng)和水資源產(chǎn)生嚴(yán)重影響，出現(xiàn)牧草減產(chǎn)、牲畜飲水困難等問(wèn)題。長(zhǎng)期降水不足會(huì)導(dǎo)致土壤缺墑，影響牧草的生長(zhǎng)和產(chǎn)量，同時(shí)干旱會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境產(chǎn)生一定的影響，可能導(dǎo)致植被凋落、土地退化以及野生動(dòng)植物的生存困難。數(shù)據(jù)顯示，天峻縣近30年（1991—2020）年平均降水量?jī)H為386.7 mm（表1），遠(yuǎn)少于一般農(nóng)作物生長(zhǎng)所需的水量。盡管天峻縣是青海海西唯一的純牧業(yè)縣，但降水不足導(dǎo)致土壤水分缺乏，依舊對(duì)牧業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生了很大影響。

第二，土壤干燥是天峻縣干旱災(zāi)害的另一個(gè)突出問(wèn)題。降水不足，土壤中的水分很難得到有效補(bǔ)充，導(dǎo)致土壤干燥、結(jié)皮，根系無(wú)法順利吸收水分和養(yǎng)分，從而影響牧草的正常生長(zhǎng)和發(fā)育。

第三，天峻縣水資源匱乏，干旱導(dǎo)致水資源供應(yīng)面臨一定的壓力，地下水位下降，水庫(kù)蓄水量減少。這使得居民用水困難，畜牧供水受到限制，進(jìn)一步加劇了干旱對(duì)當(dāng)?shù)氐挠绊憽８珊颠€嚴(yán)重破壞了天峻縣的生態(tài)環(huán)境，缺水導(dǎo)致濕地退化，植被枯萎，土壤侵蝕加劇，生物多樣性受到威脅，這給生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可持續(xù)發(fā)展帶來(lái)了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

2.2 雪災(zāi)

天峻縣位于青海省東北部高山區(qū)域，地處青藏高原邊緣，氣候寒冷，冬季降雪較多，常年受到雪災(zāi)和寒潮的影響。雪災(zāi)是天峻縣的主要?dú)庀鬄?zāi)害之一，主要是指因降雪而導(dǎo)致大范圍積雪、暴風(fēng)雪、雪崩，嚴(yán)重影響人畜生存與健康，或?qū)煌?、電力、通信系統(tǒng)等造成損害的自然災(zāi)害，大范圍的降雪可能會(huì)導(dǎo)致道路封閉、交通中斷等。同時(shí)，也會(huì)給當(dāng)?shù)亟煌?、牧業(yè)生產(chǎn)和居民生活等方面帶來(lái)嚴(yán)重影響。第一，天峻縣的降雪量較大。由于天峻縣地處高海拔地區(qū)，氣候寒冷，年降雪量相對(duì)較大，大雪天氣嚴(yán)重影響了當(dāng)?shù)氐慕煌ㄟ\(yùn)輸，尤其是山區(qū)道路和公路，給居民的出行帶來(lái)了不便。第二，給牧業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)了一定的挑戰(zhàn)，大雪覆蓋草場(chǎng)，嚴(yán)重影響了牧草對(duì)天峻縣牦牛和藏羊的正常供給。同時(shí)，暴雪還可能造成凍害、凍災(zāi)，對(duì)人類和畜牧業(yè)造成威脅，甚至?xí)?dǎo)致牧畜死亡，給畜牧業(yè)造成很大損失。雪災(zāi)還會(huì)給居民的生活帶來(lái)一定的困擾。大雪封山封路，給居民的出行和物資供應(yīng)造成了較大困難，還會(huì)導(dǎo)致房屋倒塌等，給居民的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)嚴(yán)重威脅。

2.3 暴雨

天峻縣幾乎每年都會(huì)遭受暴雨襲擊，導(dǎo)致山洪地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。持續(xù)的強(qiáng)降雨可能導(dǎo)致山區(qū)土壤侵蝕、山體滑坡和河流泛濫，從而引發(fā)山洪和泥石流，危及人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全，嚴(yán)重影響當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)和社會(huì)秩序。同時(shí)，洪澇可能導(dǎo)致牧場(chǎng)損壞、房屋倒塌以及道路交通中斷，嚴(yán)重?fù)p壞基礎(chǔ)設(shè)施。天峻縣地處青藏高原邊緣，氣候多變，常年受到暴雨的影響。暴雨是天峻縣的主要?dú)庀鬄?zāi)害之一，對(duì)當(dāng)?shù)亟煌?、牧業(yè)生產(chǎn)和居民生活等方面產(chǎn)生了嚴(yán)重影響。第一，由于天峻縣地處高海拔地區(qū)，氣候多變，天峻縣夏秋季降水量較大。數(shù)據(jù)顯示，天峻縣1991—2020年5—9月平均降水量為353.3 mm。暴雨天氣導(dǎo)致山洪地質(zhì)等災(zāi)害，嚴(yán)重影響了當(dāng)?shù)氐慕煌ㄟ\(yùn)輸，尤其是山區(qū)道路和公路，給居民的出行帶來(lái)了不便。第二，暴雨天氣給牧業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)了一定的挑戰(zhàn)，還會(huì)對(duì)居民的生活產(chǎn)生一定的困擾。在暴雨過(guò)后，道路容易積水，給居民的出行和物資供應(yīng)造成了困擾。同時(shí)，暴雨引發(fā)的山洪地質(zhì)等災(zāi)害，給居民的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)威脅。

3 人工影響天氣在天峻縣的應(yīng)用

3.1 云種植與增加降水

人工影響天氣在天峻縣的應(yīng)用之一是云種植和增加降水。云種植是一種人工干預(yù)天氣的技術(shù)，通過(guò)向云團(tuán)中噴灑云種子或人工催化劑，促使云團(tuán)中的水汽凝結(jié)成水滴或冰晶，從而增加降水量。在天峻縣，云種植和增加降水的應(yīng)用可以解決干旱等氣候問(wèn)題，提供足夠的水資源供應(yīng)。通過(guò)人工增加降水，可以改善牧業(yè)生產(chǎn)條件，提高牧草的產(chǎn)量和質(zhì)量。同時(shí)，增加降水也有助于增加水資源的儲(chǔ)存和供應(yīng)，滿足人們生活和工業(yè)用水需求。然而，云種植和增加降水技術(shù)存在限制條件和風(fēng)險(xiǎn)。第一，云種植的效果受到天氣條件和云團(tuán)特征的限制，不同類型的云團(tuán)對(duì)云種植的響應(yīng)程度不同。第二，過(guò)度依賴人工增加降水可能導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境被破壞和水資源被過(guò)度開采。因此，在應(yīng)用云種植和增加降水技術(shù)時(shí)，必須進(jìn)行科學(xué)、合理的規(guī)劃和管理，充分考慮生態(tài)、環(huán)境和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展需求。

3.2 人工降雨技術(shù)

人工降雨技術(shù)是一種人為干預(yù)天氣的方法，通過(guò)科學(xué)手段促使云團(tuán)產(chǎn)生降雨，在天峻縣，人工降雨技術(shù)可以被應(yīng)用于以下幾個(gè)方面。第一，解決干旱問(wèn)題，天氣干旱是影響牧業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境的重要因素。通過(guò)人工降雨技術(shù)可以增加降水量，緩解干旱情況，保障牧業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境的健康發(fā)展。第二，消除霧霾，霧霾天氣會(huì)對(duì)人體健康和交通安全產(chǎn)生很大的影響。人工降雨技術(shù)可以增加降水量，洗凈大氣中的顆粒物和污染物，減少霧霾天氣的發(fā)生和持續(xù)時(shí)間。第三，調(diào)節(jié)氣溫，人工降雨技術(shù)可以增加降水量，降低氣溫，改善炎熱天氣，提高人們的生活舒適度。第四，防止自然災(zāi)害，如干旱、森林草原火災(zāi)等與天氣條件密切相關(guān)。人工降雨技術(shù)可以通過(guò)增加降水量，減少干旱和森林草原火災(zāi)的發(fā)生，保護(hù)人們生命和財(cái)產(chǎn)安全。第五，促進(jìn)冰雪旅游，天峻縣地處高海拔地區(qū)，冰雪資源豐富。通過(guò)人工降雨技術(shù)可以增加冰雪的積累和保持時(shí)間，促進(jìn)冰雪旅游業(yè)的發(fā)展。

3.3 霧霾治理

人工影響天氣技術(shù)在霧霾治理方面的應(yīng)用具有較大潛力，人工影響天氣技術(shù)可以通過(guò)改變大氣中的氣溶膠濃度、云的性質(zhì)和降水模式等方式抑制霧霾的形成和擴(kuò)散。具體來(lái)說(shuō)，人工影響天氣技術(shù)可以通過(guò)增加云的凝結(jié)核的數(shù)量促使云中的水蒸氣凝結(jié)成水滴，從而加速云的降水過(guò)程。如此一來(lái)，霧霾顆粒物就會(huì)隨著降雨一同沉降至地面，減少霧霾的濃度。此外，人工影響天氣技術(shù)還可以利用激光等手段擊碎霧霾顆粒物或改變其性質(zhì)，進(jìn)一步減輕霧霾的影響。然而，人工影響天氣技術(shù)在霧霾治理方面的應(yīng)用仍然面臨著挑戰(zhàn)。第一，人工影響天氣技術(shù)需要大量的能源和資源，可能會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響。第二，人工影響天氣技術(shù)的效果受到氣象條件的限制，有時(shí)無(wú)法獲得理想的效果。第三，人工影響天氣技術(shù)對(duì)霧霾的治理只是一種應(yīng)急手段，無(wú)法從根本上解決霧霾問(wèn)題，還需要從源頭上減少污染物排放。

3.4 人工抑制冰雹

人工抑制冰雹是人工影響天氣在天峻縣的一種應(yīng)用方式。由于冰雹對(duì)牧場(chǎng)和建筑物造成的破壞嚴(yán)重，人工抑制冰雹可以在一定程度上保護(hù)牧場(chǎng)和建筑物的安全。天峻縣人工抑制冰雹的方法主要包括以下幾個(gè)方面。第一，發(fā)射火箭彈或炮彈，在可能形成冰雹的云中發(fā)射火箭彈或炮彈，產(chǎn)生電場(chǎng)或離子層，抑制云中的雷電活動(dòng)，從而減少冰雹的形成。這種方法的原理是通過(guò)改變?cè)苾?nèi)的電荷分布，抑制云內(nèi)部的冰晶生長(zhǎng)和降水過(guò)程。第二，投放冰核劑，在可能形成冰雹的云中投放冰核劑，如干冰或其他化學(xué)物質(zhì)，促使云中的冰晶形成較小的冰粒而不是冰雹。這種方法的原理是通過(guò)改變?cè)浦械谋螒B(tài)和大小，使其不足以形成冰雹。第三，用飛機(jī)噴灑化學(xué)物質(zhì)。飛機(jī)可以在云中噴灑化學(xué)物質(zhì)，如云霧消散劑或冰核劑，促使云中的降水過(guò)程發(fā)生，將冰晶轉(zhuǎn)化為雨滴，從而降低云中的冰晶濃度，減少冰雹的形成。

人工抑制冰雹仍然受到一定的限制。一是技術(shù)限制。目前，對(duì)人工抑制冰雹的技術(shù)理解還不透徹，無(wú)法精確預(yù)測(cè)和控制冰雹的發(fā)生。同時(shí)，人工抑制冰雹需要在適當(dāng)時(shí)間和地點(diǎn)進(jìn)行干預(yù)，這對(duì)技術(shù)手段和預(yù)測(cè)能力提出了更高的要求。二是成本和資源限制。人工抑制冰雹需要大量的設(shè)備和能源投入，成本較高且對(duì)資源消耗較大。同時(shí)，也難以保證人工抑制冰雹的效果，無(wú)法完全消除冰雹對(duì)農(nóng)作物和建筑物的破壞。三是環(huán)境影響。人工抑制冰雹可能會(huì)對(duì)大氣環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生不可預(yù)測(cè)的影響，需要進(jìn)行全面評(píng)估和監(jiān)測(cè)。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，人工抑制冰雹需要綜合考慮技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)成本、環(huán)境影響等因素，并在科學(xué)研究和監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)上進(jìn)行合理規(guī)劃和管理，確保其安全、有效和可持續(xù)應(yīng)用。

3.5 人工調(diào)整氣溫

人工調(diào)整氣溫是人工影響天氣的一種應(yīng)用方式。由于天峻縣位于高海拔地區(qū)，氣溫較低，人工調(diào)整氣溫可以在特定情況下提供適宜的氣候條件，減輕寒冷對(duì)牧業(yè)生產(chǎn)和居民生活的影響。在天峻縣人工調(diào)整氣溫的過(guò)程中，常見的方法包括以下幾個(gè)方面。一是噴灑保溫劑。通過(guò)噴灑保溫劑，如植物保護(hù)劑或覆蓋物，可以形成一層保護(hù)層，減少溫度的波動(dòng)和損失，提供相對(duì)穩(wěn)定的溫度環(huán)境。二是加熱裝置。通過(guò)設(shè)置加熱裝置，如電加熱器、太陽(yáng)能加熱設(shè)備等，可以提供額外的熱源，使周圍環(huán)境的溫度上升。人工調(diào)整氣溫在天峻縣的應(yīng)用主要針對(duì)牧業(yè)生產(chǎn)，尤其是保護(hù)牦牛和藏羊生產(chǎn)。通過(guò)人工調(diào)整氣溫，可以確保產(chǎn)仔處于舒適期，提高牛羊產(chǎn)仔量。此外，人工調(diào)整氣溫也可以在寒冷的冬季為居民提供室內(nèi)溫暖的環(huán)境。

人工調(diào)整氣溫存在一些限制條件。成本較高，需要投入大量的設(shè)備和能源；實(shí)施規(guī)模有限，只能覆蓋特定區(qū)域；人工調(diào)整氣溫需要考慮環(huán)境影響和資源消耗的問(wèn)題。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，人工調(diào)整氣溫需要綜合考慮經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的因素，合理規(guī)劃和管理，確保其安全、有效和可持續(xù)地被應(yīng)用于天峻縣的氣象防災(zāi)減災(zāi)工作。

4 結(jié)束語(yǔ)

人工影響天氣技術(shù)在天峻縣氣象防災(zāi)減災(zāi)工作中切實(shí)起到了重要的作用，通過(guò)人工干預(yù)天氣過(guò)程，可以有效減少自然災(zāi)害的影響，提高防災(zāi)減災(zāi)能力，保障人們生命財(cái)產(chǎn)安全。作為一個(gè)地理環(huán)境復(fù)雜多變的地區(qū)，天峻縣常常受到極端天氣事件的困擾，如暴雨、干旱等。在這種情況下，應(yīng)用人工影響天氣技術(shù)可以調(diào)控水汽時(shí)空分布、緩解旱情或防范水災(zāi)，為當(dāng)?shù)鼐用駧?lái)切實(shí)的益處。在實(shí)際應(yīng)用中，人工影響天氣技術(shù)需要綜合考慮氣象、環(huán)境和社會(huì)等因素。通過(guò)科學(xué)精準(zhǔn)的氣象預(yù)測(cè)和數(shù)據(jù)分析，可以在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)應(yīng)用人工影響天氣技術(shù)，達(dá)到預(yù)期的防災(zāi)減災(zāi)效果。同時(shí)，也需要注意技術(shù)操作的限制條件和潛在風(fēng)險(xiǎn)，確保不會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境和其他地區(qū)產(chǎn)生不良影響?？傊?，人工影響天氣技術(shù)在天峻縣的氣象防災(zāi)減災(zāi)中展現(xiàn)出巨大的潛力，通過(guò)合理應(yīng)用，可以為當(dāng)?shù)貭I(yíng)造更安全、更穩(wěn)定的氣象環(huán)境，提高應(yīng)對(duì)災(zāi)害的能力。

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Application of Weather Modification in Meteorological Disaster Prevention and Reduction in Tianjun County

Yuan Shi-long et al（Tianjun Meteo-rological Bureau， Qinghai Province， Tianjun， Qinghai 817200）

Abstract The frequent occurrence of weather disasters has a serious impact on the local economy and residents’ lives， so it was crucial to seek effective meteorological disaster prevention and reduction methods. Artificial weather modification technology can adjust the spatiotemporal distribution of water vapor to a certain extent and alleviate disasters such as drought and mountain floods through cloud planting and artificial rainfall. This article found through practical research on Tianjun County that artificial weather modification technology has helped to alleviate the impact of extreme weather events to a certain extent， providing new ideas and methods for local meteorological disaster prevention and reduction.

Key words Artificial weather modification; Meteorological disaster prevention and reduction; Application