【氣象科普】人工影響天氣科普課堂

第一課人工影響天氣發展歷史和貴州現狀

在人類歷史很長一段時間裡,人們只能拜倒在神佛的面前,苦苦祈求風調雨順。在人類文明不斷進步、科學技術飛速發展的今天,人們不再完全“靠天吃飯”,而是逐漸學會運用科技手段來影響天氣。人工影響天氣概念的提出, 是人類為了生產和生活的需要, 希望通過人為干預以防止或減輕由惡劣天氣引起的自然災害, 促使天氣向有利於人類需要的方向發展。早期由於人們對雲和降水現象的規律性認識不多, 良好的願望終不能成功。直到20世紀40年代, 通過對自然雲和降水形成過程的深入研究,以及實驗發現乾冰和碘化銀在冷霧中可產生大量冰晶, 才真正開創了人工影響天氣的新紀元。

近年來人工影響天氣事業發展很快,特別是在防災、減災以及重大社會活動的天氣保障服務等方面取得了顯著的成績,受到社會各界越來越廣泛地關注,人工影響天氣工作已成為氣象部門一項重要的科技服務手段。貴州省的人工影響天氣工作得到較好發展,飛機、火箭和高炮等裝備應用於人工影響天氣工作中,其作業區域和規模逐年擴大,領導管理體系不斷完善,作業裝備逐年改進,科研和現代化建設取得明顯進展。人工影響天氣工作受到各級政府的高度重視,人工影響天氣工作為我省防災減災經濟社會發展作出了突出貢獻,深受政府和廣大人民群眾的普遍歡迎,是黨和政府的“民心工程”。

貴州是氣象災害頻發地區之一,人們對人工影響天氣知識瞭解甚微,本文以對話的形式逐一介紹了人工影響天氣基本原理、人工增雨技術、人工防雹技術、對社會生產活動的影響和人工影響天氣的安全與效益等諸多問題。使更多的人瞭解人工影響天氣的基本知識,這將有助於提高廣大山區人民群眾的防災減災意識,有效減少人民群眾生命、財產、生活損失。

第二課人工影響天氣基本原理

人工影響天氣是指為避免或者減輕自然災害,合理利用氣象資源,在適當條件下通過科技手段對局部大氣物理、化學過程進行人工影響,實現增雨(雪)、防雹、消雨、消霧、防霜等目的的活動。目前的催化作業方式:空中作業—用飛機雲中播撒催化劑至雲中合適部位。地面作業—利用高炮、火箭發射含碘化銀的炮彈進入雲層。常用的人工影響天氣作業工具有:飛機、火箭和高炮。

人工影響天氣是一項科技含量很高的系統工程。首先,需要緊緊依託現代化氣象事業,要對雲天狀況十分了解,要知道雲的各種微物理參數,影響天氣系統,雲底、雲頂高度,雲中溫度狀況,雲的密實程度,水汽狀況,風向風速的時空分佈等等。其次,需要氣象、飛行、空管、通訊、兵器、彈藥、農業、水利、公安、後勤保障、財政等等多方通力合作。

第三課人工增雨

同學:高空的雲會下雨嗎?

老師:高空的雲是否下雨,不僅僅取決於雲中水汽的含量,同時還決定於雲中供水汽凝結的凝結核的多少。即使雲中水汽含量特別大,若沒有或僅有少量的凝結核,水汽是不會充分凝結的,也不能充分地下降。即使有的小水滴能夠下降,也終會因太少太小,而在降落過程中中途蒸發。

同學:那麼人工增雨是怎麼回事?

老師:基於這一點,人們就想出了一個辦法,即根據雲的情況(性質、高度、厚度、濃度、範圍等),分別向雲體播撒催化劑等,以改變雲滴的大小,分佈和性質,干擾氣流,改變浮力平衡,加速其生長程,以達到增加降水的目的。老師:高空的雲有暖雲(雲內溫度在0℃以上)和冷雲(雲內溫度在0℃以下)。對冷雲的人工增雨,常常是播撒致冷劑和結晶劑,增加雲中冰晶濃度,以彌補雲中凝結核的不足;對暖雲的人工增雨,則通常是向雲中播撒吸溼劑,增加雲中碰並,促使雲滴增大達到降雨的目的。

同學:在貴州省主要是對冷雲還是暖雲進行催化?

老師:目前主要是對冷雲進行人工增雨,主要使用的催化劑是碘化銀。

第四課 人工防雹

同學:冰雹是什麼啊?

老師:冰雹首先是一種固態降水物。

同學:老師,冰雹有什麼特徵?

老師:冰雹是圓球形或圓錐形的冰塊,由透明層和不透明層相間組成。直徑一般為5 ~50毫米,最大的可達10釐米以上。

同學:冰雹能造成多大的危害?

老師:冰雹出現的範圍雖然較小,時間也比較短促,但來勢猛、強度大,並常常伴隨著狂風、強降水、急劇降溫等陣發性災害性天氣過程。我國是冰雹災害頻繁發生的國家,冰雹每年都給農業、建築、通訊、電力、交通以及人民生命財產帶來巨大損失。據有關資料統計,我國每年因冰雹所造成的經濟損失達幾億元甚至幾十億元。貴州是我國冰雹災害頻發的省份之一。老師:冰雹發生前氣象臺會發布冰雹預警信號

1、橙色預警信號

含義:6小組時內可能出現冰雹伴隨雷電天氣,並可能造成雹災。

防護指引:

(1)注意天氣變化,做好防雹和防雷電準備。

(2)妥善安置易受冰雹影響的室外物品、小汽車等。

(3)老人、小孩不要外出,留在家中。

(4)把家禽、牲畜等趕到有頂蓬的安全場所。

(5)不要進入孤立的棚屋、崗亭等建築物或大樹下,出現雷電時應關閉手機。

2、紅色預警信號

含義:2小時內出現冰雹伴隨雷電天氣的可能性較大,並可能造成重雹災。

防護指引:

(1)關好門窗。

(2)妥善安置易受冰雹大風影響的室外物品。

(3)戶外作業人員暫停作業,到安全地方暫避。

(4)暫停戶外活動,勿隨意出行。

同學:什麼是人工防雹?

老師:人工防雹,是對一個地區上空可產生冰雹的雲層施加影響,使雲中的雹胚不能形成冰雹,或者在小冰粒變成冰雹前就降落到地面。我們用高炮進行人工防雹,採用與人工增雨同樣炮彈,

將其發射到冰雹雲的適當部位以燃燒或爆炸方式播撒碘化銀。防雹作業點的合理佈局,對實施科學作業,提高防災減災至關重要:防雹作業點的間距不超過8-10km,

以便能夠形成火力交叉相互銜接的防雹網;在重點防雹區及上游地區應多設作業點。

農業防雹措施常用方法有:

①在多雹地帶,種植牧草和樹木,增加森林面積,改善地貌環境,破壞雹雲條件,達到減少雹災目的;

②增種抗雹和恢復能力強的農作物;

③成熟的作物及時搶收;

④多雹災地區降雹季節,農民下地隨身攜帶防雹工具,如竹籃、柳條筐等,以減少人身傷亡。

第五課 人工影響天氣的社會影響和效益

老師:除了上述人工增雨和人工防雹之外,我國目前還開展了人工增雪、消雨、消霧等人工影響天氣工作,主要以防災減災、保障國家糧食安全、緩解水資源短缺、促進生態建設與保護、撲滅森林火災、保障重大社會活動等為重點。在撲滅1987年黑龍江大興安嶺森林火災、2008年北京奧運會開幕式氣象保障、尤其是2009-2010年貴州夏秋冬連旱中人工影響天氣均起到了很重要的作用。

老師:每年人工增雨防雹作業前需進行作業公示。主要通過張貼告示和當地廣播、電視等媒體宣傳方式公告:①作業起止時間 ②作業區域③ 作業設備類型。進行增雨防雹作業時嚴禁其他人員圍觀,同時如發現作業後未爆炸的人雨彈頭,要儘快通知氣象部門來處理。

各地區進行人工增雨防雹作業應具備的條件是:①當地人民政府有關開展人工影響天氣作業的指令 ②作業單位應具有的作業資質③作業設備應符合標準,檢驗合格④作業人員需經培訓考核合格持證上崗⑤適宜天氣條件。同學:老師,人工增雨會不會破壞環境,危害健康?

老師:有人擔心人工增雨對健康有害,其實,人工增雨(雪)是一個微物理過程,而不是產生新物質的化學變化,人工影響天氣作業中經常使用的乾冰、液氮、碘化銀等催化劑並不會造成環境汙染。實踐證明,人工增雨不僅能有效地緩解旱情,促進農作物的生長,它還可以在經濟、環境、社會效益等方面發揮巨大作用和影響。人工防雹也為糧食增產、農民增收、財政增收做出了貢獻,得到了各級黨委、政府和人民群眾的支持和擁護。(來源:貴州省氣象學會秘書處)


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