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      1. 當前位置:首頁 > 人工影響天氣

        揭秘地面人工增雨作業

        發布時間:2021年03月15日 來源:中國氣象報 作者:賴栩文 金泉才 孫楠

          除了人們熟知的用飛機播撒碘化銀的人工增雨作業方法之外,地面人工影響天氣(簡稱人影)作業恐怕是歷史最久遠的作業手段了。

          在古代,每逢久旱不雨,古人便會祈天求雨,期待神靈相助,古籍中多有記載古人請壯漢擂鼓、敲鑼祈求降雨的故事。

          到了清代,《廣陽雜記》載有:“夏五、六月間,常有暴風起,黃云自山來,必有冰雹,土人見黃云起,則鳴金鼓,以槍炮向之施放,即散去?!边@是我國歷史上第一次清楚地記載用土炮轟擊雹云,以減輕冰雹對農作物的影響。

          我國最早的人影試驗要回溯至20世紀50年代初的山西消雹。當時人們利用土槍土炮擊打云體,使雹云四散,消雹降雨。后來,這一方法在全國很多地方盛行。

          如今,隨著科技發展,地面人影作業越來越科學,與飛機作業一起,形成了科學化、規范化的人影業務體系。

          那么,究竟地面人影作業是如何開展的呢?讓我們走進青海省三江源地區地面人影作業現場,一探究竟。

          當前,人影作業主要分為高炮、火箭和地面煙爐等三種方式,通過搭配不同“風味”的催化劑,在特定的天氣條件下,使“化云為雨”成為可能。

          一般來說,可以實現人工增雨的云團,厚度應該超過兩千米,缺乏冰晶卻擁有豐富的水汽,且云體外面仍然有充足的水汽通過輻合抬升源源不斷補充進來。這種具備增雨潛力的云,是開展人工增雨作業的必備條件之一。

          提高冷云降水效率的高炮

          高炮作為最常用的催化劑地面播撒工具之一,在人影作業中發揮著巨大的作用。高炮增雨的主要目的是通過提高云的降雨效率,增加降水量,其物理依據是靜力催化和動力催化。靜力催化就是在冷云中引入適量的人工冰晶,由冰晶通過凝華過程及隨后的淞附或碰并過程形成冷云降水。動力催化是在云的過冷卻部位引入大量人工冰晶,使云中過冷水迅速轉化為冰晶,并加強凝華過程,釋放大量凍結潛熱和凝結潛熱,增加云體溫度和浮力,促使云體在垂直和水平方向發展,延長云的生命期,從而增加降水。

          在人工影響天氣地面作業中大量使用37毫米高射炮進行作業。炮位的設置地點一般在作業影響區上風方4公里內,在迎風坡而不在背風坡設置;在增雨作業云經過頻次最多的路徑上設置;周圍視野開闊,視角不小于45度,射擊點遠離居民區500米以上。

          需要注意的是,實施高炮人工增雨作業前,作業組織必須按照空域申請程序,向當地空域管制部門履行申報手續,并登記備案。

        人影高炮(資料圖)

          讓地形云感到“被針對了”的地面煙爐

          在這三種作業方式中,地面煙爐作業對地形條件要求最為苛刻。它通常用于山區地形云作業,需設置在山體的迎風坡面,作業人員通過燃燒含催化劑的焰條,將人工冰核送入云中。對于較難或不能申請作業空域許可的城市或地區,地面煙爐再合適不過了。

          如今煙爐作業已經實現自動化操作,焰條裝入后,只要通過手機發送指令,進行遠程控制即可開始作業。

          一根焰條大約能燃燒十多分鐘,每當遇到天氣過程時,經驗豐富的作業人員會根據實際情況判斷燃燒多少根焰條。催化劑有時順著氣流直接進入煙爐上空的云層,有時會隨著地形爬坡,繼而影響下游地區的天氣。

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          與飛機作業相比,高炮和火箭作業播撒催化劑影響范圍更為集中,適合在固定區域作業(如為水庫增水等),特別適合在威脅飛機飛行安全的強大對流云中作業。但其難度在于申請作業空域,同時需要提前做好準備等待最佳作業時機。

          開展火箭增雨作業時,作業人員需要事先確定作業云層和作業區域,然后登記發射火箭的編號。

          將火箭裝入炮筒,將其固定。隨后,連接發射電線,將作業角度調節至45°至85°,對準發射云團。

          在完成上述準備工作后,立即通過地面作業空域申報系統向空域管制部門申報作業空域,就地等待分配空域??沼蛏陥笸ㄟ^后,增雨作業必須在3分鐘之內完成。

          接著便是靜候甘霖了。通常來說,降雨會在半小時至一小時之后如約而至。

          不過,這還不算作業結束。按照規范的作業流程,完成作業后,決策指揮中心需要收集匯總本次地面作業信息,包括作業點高炮、火箭和煙爐的作業時間、次數、耗彈量等,并上報至中國氣象局人工影響天氣中心,同時還要開展作業效果的對比分析和定量檢驗,以便日后開展統計檢驗、物理檢驗和模式檢驗相結合的綜合效果評估及效益評價工作。

        圖為地面人影火箭彈。其最大射高為6千米,彈長1.07米,全彈質量4.3千克,發射后最終以傘降方式落地。李根

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