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“解锁”人工影响天气:“变天”为民所用

来源:中国科学报   发布时间:2018年09月18日15:54
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本报见习记者 韩扬眉 记者 潘希

  人们总希望,降雨该来时来,冰雹能少则少。虽然控制自然并不现实,但影响和干预局部天气,也许不再是梦想。

  1958年夏季,中国在吉林首次使用飞机进行人工增雨,拉开了我国现代人工影响天气事业的序幕。60年来,正是一项项技术的成功“解锁”,使中国成为世界上人工影响天气业务最活跃的国家之一。

  人影作业 科学“变天”

  “人工影响天气技术建立在云降水物理研究基础上。”中国气象局人工影响天气中心主任李集明告诉《中国科学报》记者。

  云团变幻多端,让人捉摸不透。理解云的变化规律,才能科学“变天”。李集明介绍说,云有“冷云”和“暖云”之分,使用的催化剂也不同。“冷云”即零摄氏度以下的云,存在极其不稳定的过冷水。对其施加外界刺激,便会结成冰晶并迅速长大,然后下落到温暖云层中融化。这个“刺激”就是催化剂,目前主要有结晶剂(碘化银)和制冷剂(干冰和液氮)。

  而“暖云”人工增雨,是针对暖云层中稳定的小云滴,引入吸湿性强的颗粒,使得云内产生大粒子,大粒子在下落过程中碰撞小云滴,使得云滴逐步长大,从而形成降雨。

  “人工增雨作业覆盖面已达500万平方公里,人工防雹作业保障面积也达到50万平方公里,有力地保证了粮食生产和农业安全。”中国气象局应急减灾与公共服务司副司长郭虎说。

  科技驱动 有效“变天”

  影响天气的关键是影响云。快速精准识别云层中哪个位置适合增雨或防雹,是一项核心技术。通过自主创新,中国研发出了高分辨率的云数值预报模式,并建立了星空地立体化的综合观测系统。“实现了3千米水平分辨率的云降水数值预报,对中国上空的云进行实时全天候的监测预报,可准确判定最佳作业条件。”李集明说。现已投入运行的观测手段有风云系列气象卫星8颗、地面自动站5万多个、天气雷达206个。

  有了作业条件,还要有手段把催化剂送到云中,即“作业装备”。“目前有50多架作业飞机、6500多门高炮、8200多部火箭作业系统。”李集明说,其中,立体播撒、雷达指挥并自动播撒的火箭作业系统研制成功,达到世界领先水平。同时,国产新型高效催化剂的研发也取得了突破性进展,催化效果提高了100倍以上。

  如何保证装备“乖乖”地把催化剂送入最佳云区?“实时跟踪指挥技术很重要。”李集明表示,利用卫星的空地通信技术手段,通过海事卫星+北斗实现指挥中心和飞机实时通信,实现空地一体化指挥,使飞机作业更有效。

  不过,李集明坦承,人工增雨作业效果的定量检验技术,目前还是一个世界性难题。中国、美国、以色列等国家均开展了一系列研究试验,取得了一些成果,但未彻底解决该问题。

  “从2014年开始,我们在全国又选了4个试验区,利用最新的观测设备再配合数值模拟来开展人工增雨的效果检验,再过几年可能会有比较可靠的数据结果。”李集明说。

  耕云播雨 “变天”佑民

  自1997年开展黄河上游人工增雨科学试验以来,三江源的湖泊湿地面积不断增大,草地生物量和覆盖度逐年增加,江河源径也再无断流之事。

  今年6月,内蒙古大兴安岭汗马国家级自然保护区发生森林火灾,国省合作利用飞机多次开展增雨作业,增雨量达5000万至7500万立方米。“人工增雨作业效果相当于发挥了几千人的作用。”扑火前线联合指挥部如此评价。 近6年来,全国实施飞机人工增雨作业6194架次、飞行16871小时,地面高炮、火箭等地面作业29万次,共发射火箭弹74万枚、炮弹526万发,累计增加降水约2860亿立方米,累计减免冰雹灾害折合经济效益约700亿元。

  “人影取得的成就,离不开科技创新的引领和支撑。”郭虎说,“我们有世界上最先进的人工增雨作业飞机、高炮、火箭等设备,科研创新能力未来还会进一步增强。”

  (来源:《中国科学报》2018年9月18日第4版综合 责任编辑:栾菲)

  

  

 

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