人工影響天氣技術原理及其應用摘要：人工影響天氣技術作為現代科學技術發展的產物，在農業生產和天氣調節方面均發揮著十分重要的作用。隨著社會的不斷發展和人類對天氣過程的認識不斷加深，社會大眾和各個行業對天氣、氣候的敏感性逐漸增強，人工影響天氣技術也不斷完善。本文在探討人工影響天氣技術原理的基礎上，分析了人工影響天氣的具體應用，并給出了幾點提升人工影響天氣質量對策，僅供相關部門進行參考借鑒。關鍵詞：人工影響天氣技術原理應用對策刖言人工影響天氣是人類通過現代化科學技術手段對局部天氣過程進行影響，進而實現人工增雨、防雹、消霧等目的活動。我國是世界上受氣象災害影響最為嚴重的國家之一，開展人工影響天氣作業，可以有效降低干旱、冰雹、霧霾等天氣帶來的危害，是確保水資源安全、保護生態環境的需求，也是保證我國社會經濟可持續發展的重要舉措。1、人工影響天氣技術原理1.1暖云人工增雨的原理整個云體溫度超過0°C的云稱之為暖云，雖然云頂溫度在0°C以下，但云頂因過冷卻云滴組成的云也被稱之為暖云。對于這種類型云的自然降水形成過程是:氣流在上升過程攜帶一定量的水汽進入到云中，通過凝結而形成云滴，在凝結與碰并過程的共同作用下形成雨滴，最終則會降落到地面形成了降水天氣。暖云降水是凝結與湍流的碰并后，會有較大的水滴出現在云內，之后較大水滴因重力的碰并，體積迅速增加就形成了雨滴。若是云內因缺乏大水滴而不能降水或者降水強度較小，通過人工方式引入大水滴或者是產生大水滴的物質就能產生降水天氣或者增加降水強度，這就是暖云人工增雨的原理。1.2云的動力催化原理在冷云催化的作用下，會有大量的冰晶出現在云中，該過程中會有潛熱釋放出來，進而對積云的宏觀動力進行改變，之后則會出現降水天氣。云內、云外間的溫度差會產生浮力，在很大程度上決定積云中上升氣流速度。尤其是對于發展較為旺盛的積雨云來說，其內涵蓋的過冷水滴數量較多。若是將大量成冰的催化劑播撒到這種云中，會在短時間內造成過冷水滴凍結，并釋放大量潛熱，在冰粒表面凝華的水汽也會釋放潛熱。過冷水滴凍結和冰粒凝華中釋放的潛熱，會造成云中局部的溫度增加0.5°C左右，這將加大浮力而促進某些積云的上升氣流速度增大，云的體積擴展，其生命期延長，云體內的水分總量加大，降落到地面上的云水量隨之增加。1.3冷云人工增雨天氣原理人們習慣將溫度不高于0C的云稱之為冷云。這種類型的云中同時存在過冷水滴、冰晶和水汽，對云中的冰水進行轉化是降水天氣產生的關鍵。早在1935年貝吉龍（Bergeron）就提出了以下的理論假說：在溫度一定的情況下，冰面飽和水汽壓要比水面飽和水汽壓低，若是實際的水汽壓在這兩者之間，空氣中多余的水汽將會被過冷云中的冰晶不斷奪取，此時水滴不斷向外蒸發，而冰晶則因凝華作用迅速增長，進而出現冰晶效應。在水滴蒸發和冰晶長大的過程中，也就是冷云中冰水的轉化，這就是貝吉龍過程，也被稱之為蒸凝過程，是冷云降水的核心所在，在近代人工影響冷云降水中發揮著重要作用。若是將一定量的催化劑播撒在0?30C的過冷卻云中，此時將會有大量的人工冰晶生長，在經過貝吉龍過程后就會產生降水，進而實現人工增雨的目的。1.4人工防雹原理1.4.1播撒過量的催化劑在冰雹云的中上部往往是冰雹生長區，這里的累積帶上有很大的過冷卻水存在。若是氣流在累積帶上運動，其上升速度很慢，再加上溫度較低，進而產生了雹胚，之后與過冷水滴發生多次碰撞，體積不斷增加。在強大上升氣流的影響下，雹胚表面有大量的液態水包裹，進而形成冰雹。若是將大量的人工冰雹胚胎引入到該累積區內，并將水分濃度減少到一定數值，就會抑制冰雹的形成。1.4.2云中爆炸將人工增雨防雹炮彈朝云中發射，在爆裂的過程中會形成強烈的沖擊波，冰雹將會出現振動，同時還會降低云層中過冷卻液態水含量，進而造成冰雹變軟并阻值體積的再次擴大。1.5人工消霧霧是接近地面的云，分為冷霧、暖霧和冰霧。消冷霧主要是向霧中播撒碘化銀成冰劑或者干冰、液氮、丙烷等致冷劑，產生大量冰晶，迅速增長沉降，以減輕霧的濃度。消暖霧主要有三種方法：在霧中播撒氯化鈣溶液和鹽粉等吸濕劑，以形成大滴沉降減小霧濃度；向霧區噴射高溫氣體，以加熱蒸發霧滴；用螺旋槳攪動，使上下干濕空氣混合，消除霧氣，改善能見度。消冰霧原則上也使用加熱法。1.人工影響天氣的應用2.1糧食增產和防災減災中的應用我國是農業生產大國，農業生產過程中受氣象條件的影響較大，尤其是氣象災害會直接作用到農作物產量和品質上，能否對水資源進行合理開發利用，對糧食增產有重要的保障作用。在《全國新增1000億斤糧食生產能力規劃（2009一2020年）》中就已經明確指出了要對人工增雨和人工防雹能力加強建設，對相關的業務體系不斷進行完善，以期為人工影響天氣工作的開展提供有效的服務保障，由此不難發現人工影響天氣在農業生產中的重要地位。冰雹是農業生產災害性天氣之一，以春、夏季頻繁出現，具有明顯的季節性和局地性特征，給農業生產帶來的危害不容小覷。若是冰雹天氣出現在農作物生長期和成熟期內，輕則會影響農作物產量，重則會造成絕收，嚴重影響著農民的經濟收入水平。干旱也是影響農業生產的重要災害性天氣，特別是以春旱對農業生產的危害最大，不利于優質高產農作物的形成。在防雹和抗旱減災過程中，人工影響天氣是唯一的技術保障手段，也是最經濟的方法。因此，應選用科學有效的技術手段，對現有的人工影響天氣不斷進行完善，增強作業水平，以降低干旱、冰雹對農業生產的危害，積極創造和調節有利于農業生產的氣象條件。2.2緩解水資源短缺中的應用對于地球上大多數的生命類來說，水、空氣和陽光是其賴以生存的重要資源。我國國土資源遼闊，人口眾多，因水資源時空分布不均，使得人均水資源占有量只有2100立方米左右，還不足世界平均水平的30%，是世界上缺水最為嚴重的國家之一，區域性和季節性缺水問題較為突出，對社會經濟的發展和人民生活工作的正常開展極為不利。因工業化城鎮發展進程不斷加快和人口數量的增加，水資源短缺的問題日益突出。尤其是在人口密集的城市中，水資源短缺會造成居民生活用水緊張。而在有利的天氣形勢下，通過人工影響天氣技術對空中云水資源進行調節，可以結合不同地理區域氣候背景和服務保障需要，開展有針對性的人工增雨作業，提升區域內降水量和降水強度，進而緩解水資源緊張的問題。因嚴峻的水資源短缺問題，早在《全國抗旱規劃》中就已經提出了通過人工影響天氣對空中云水資源進行開發。加強規模化、常態化人工影響天氣作業，可以增加缺水地區的降水量，通過儲備水資源，可以在一定程度上解決水資源不足方面的問題，使社會經濟持續健康發展。2.3人民生活和交通運輸中的應用不利的氣象條件會對社會大眾生活的方方面面產生影響。為了緩解因水資源短缺而造成的部分河流斷流以及水庫蓄水嚴重不足的問題，迫切需要對空中云水資源進行科學有效地開發，提升降水量，減少居民用水緊張的問題。大霧等復雜天氣的出現會對航空、鐵路、公路等交通運輸的正常運轉產生影響，進而造成嚴重的經濟損失，需要及時采取科學有效的技術手段進行緩解。近些年來，霧霾等天氣的出現威脅著人體生命健康、交通運輸、城市環境，春季和秋季是霧、霾天氣的高發期，會導致航班延誤、高速公路堵塞，而在機場和高速公路上開展人工消霧作業，可以有效降低霧、霾天氣對社會生產及社會大眾的危害。1.加強人工影響天氣對策3.1緊扣重點，增強服務水平①強化為農服務。應提前制定出科學有效的人影作業年度實施方案和關鍵農事季節作業計劃，對干旱、冰雹等災害性天氣進行實時監測，不斷完善作業布局，在有利的天氣形勢下積極開展人工影響天氣作業，降低氣象災害對農業生產的危害。②加大云水資源開發。做好空中云水資源的監測評估工作，結合生態保護及城市建設需求，在水源涵養地、城鎮等生活影響區積極開展人工增雨（雪）作業。③做好突發事件和重要活動保障工作。針對大范圍的重大干旱、森林火災、空氣污染等事件，應提前做好作業預案，對工作機制不斷進行完善，第一時間開展人工影響天氣作業，確保重大活動可以順利進行。3.2夯實基礎，提升服務能力①加快基礎設施建設。政府部門應加大資金投入力度，做好地面流動作業點標準化建設和改造，增強人工影響天氣作業覆蓋率和安全性水平。及時更新老舊設備，增強人影作業自動化水平。②強化作業體系建設。為了增強人工影響天氣作業預警預報水平，應盡快建立布局合理、專業化程度高的人工影響天氣綜合觀測網絡。③提升科技支撐能力。氣象部門可在社會中公開招聘優秀的科學技術人員，加大人工影響天氣基礎研究和應用技術的開發，加強與高校、科研所等的溝通交流，積極開展多領域、多學科的技術研發工作。3.3加強保障，優化運行管理①增加投入力度。政府部門應對人工影響天氣加大政策支持力度，將人工影響天氣工作中的經費列入到同級的財政預算中來，結合當地發展實際，穩定增加人工影響天氣投入。做好重點工程建設，不斷拓寬投入渠道，并通過引入社會資金，對當地主要受益行業的投入機制不斷進行完善；為了提升資金的使用效益，需對經費進行科學管理。②加強人才隊伍建設。應通過多種方式加大高層次科技人才的引進和培養，對從業人員加強繼續教育和在職培訓，對現有的人才培養機制不斷進行完善，盡快打造出一支綜合素質高、結構合理的人影作業隊伍。對人影作業人員的管理和激勵機制進行完善，并將其逐步納入到公益性崗位管理中來，還要加大相關津貼補貼、社會保障等的配套政策，以穩定作業隊伍。③完善相關法規標準。應根據本地實際，制定出與之相關的配套規章制度。對人影標準化體系加強建設，完善作業資質和資格管理制度，對作業裝備和相關設施的準入條件進行規范。加強行政執法監督，定期開展執法檢查工作，以保證人工影響天氣工作順利進行。結論：綜上所述，在全球氣候變暖、水資源日益短缺、干旱災害逐年加劇的大背景下，人工影響天氣技術在擁有廣闊、良好發展前景的同時，也背負著沉重的責任。相關人員應加強人工影響天氣技術的研究，將人工影響天氣的社會效