蘇春生集寧區氣象局
集寧區人工影響天氣工作現狀和未來發展思考
蘇春生
集寧區氣象局
針對集寧區人工影響天氣工作現狀和存在的問題進行分析探討,對其工作未來發展進行思考并提出對策,以使更好滿足地方經濟社會發展需求。
人工影響天氣工作現狀未來發展
集寧區位于內蒙古自治區烏蘭察布市的中部,地處陰山山脈輝騰梁南麓,具有典型的中溫帶半干旱大陸性季風氣候,其顯著特點是降水量較少且變率大。十年九旱,地下水位下降,水資源嚴重短缺,成為制約本地區經濟發展最為突出的氣象因素之一。水資源的嚴重短缺迫使人們將目光投向了天空,充分利用人工影響天氣的科技手段,挖掘空中水資源,增加有效降水量,抵御干旱災害等工作得到地方高度重視和大力支持[1]。特別在近年來,隨著地方經濟較快發展,“中國草原避暑之都”重大發展戰略的實施,更為迫切地要求大力提升人工影響天氣服務能力,破解缺水用水之難題。文章根據地方經濟發展對其人工影響天氣工作需求的實際,結合本地區其工作現狀和存在的問題,提出未來發展構想和解決問題的辦法。
集寧區處于山區和丘陵交織地帶,國土面積780000公頃,現有耕地面積約6000公頃,林地面積約17000公頃,綠化面積300公頃。農作物以“兩麥一薯”為主,并正在積極發展生態城市和草原避暑旅游環境,打造“三山、兩河、三園”生態建設,全面實現2014年由國家權威部門論證和命名烏蘭察布市 “中國草原避暑之都”賦予集寧區多項生態環境建設目標。地方經濟發展戰略的實施,對人工影響天氣(簡稱“人影”,下同)工作提出更多更高要求,尤其對不失時機增加天然降水、降低旱災風險提到重要的工作日程。而本地區氣候特點決定干旱災害的發生在所難免,在上級主管部門和地方政府大力支持下,不斷加大人影工作的作業面和技術支撐能力,多次在農牧業生產和抗旱的重要時段,對有效緩解和解除旱情發揮重要作用。
1.目前組織管理和基礎設施
2012年7月集寧區氣象局成立以來,集寧區政府加強對人影工作的領導,把人影工作納入重要日程。同時,將所需經費列入財政預算。由集寧區氣象局統一指揮實施人工影響天氣作業,主要以開展高炮、火箭作業為手段,力求影響天氣(雪)、防雹的服務效果。實施人工影響天氣作業技術人員,主要由本局氣象業務值班13名工作人員組成,統籌調配持證赴崗作業。
人工影響天氣的基礎設施,由本局成立時二架6300米火箭架,發展到目前六架6300米火箭架、一門三七高炮、一門五七高炮,二個影響天氣煙爐,4輛影響天氣車,一座彈藥庫房,業務室內配有微機及指揮管理平臺等設施。
同時,加快人工影響天氣現代化建設,不斷提高人影工作效率。在科技水平上下功夫,依托市局氣象臺、雷達站、衛星云圖、自動站、區域自動站及手機、GPS等,形成人影作業指揮系統。
2.工作重點和服務成效
(1)人工增雨工作重點。針對地方黨政和有關部門部署生產和防災抗災工作,每年在春耕春播、牧草返青、森林草原防火、季節性水庫蓄水和生態環境改善重要時段或關鍵期、有重大災害性天氣出現、社會活動等,積極組織實施人工影響天氣作業,實施人工降雨向天借水。
(2)人工增雨服務個例分析。隨著經濟社會的快速發展,氣象現代化不斷發展,集寧區氣象局人工增雨由過去的單一的農業抗旱轉向雨季增雨增加水庫蓄水、改善水資源生態平衡。近3年,開展人工影響天氣作業48站次,增雪9站次,發射37人雨彈263發,火箭彈770枚,其中暴雪1次,中雪2次,小雪7次,大雨8次,中到大雨16次,小到中雨14次,平均每年增加降水覆蓋面約200~300公頃,有效平均影響天氣量在33~36毫米,在抗旱減災中發揮了重要作用,降低森林草原火險等級、促進農作物生長和水庫蓄水均十分有利。2013年6月5日,發射RYI-6300型火箭彈26枚;作業影響區普降中到大雨,最大降水中心日降水量達到16.7毫米,有效地緩解了集寧轄區旱情,對作物出苗十分有利。2013年6月8日,發射RYI-6300型火箭彈21枚,此次人工影響天氣作業效果非常明顯,總影響增雨量達241.447萬噸,據水務局的詳細數據這次降雨為霸王河水庫增加水位6厘米。2014年4月17日,集寧區進行了2個點次的人工影響天氣作業,發射RYI-6300型火箭彈27枚,“三七”炮彈113發,降入春以來頭一場通透的大雨;人工降雨緩解了旱情,對春耕春播和土壤保墑十分有利。2015年4月1日,發射RYI-6300米增雪火箭彈42枚,總增水量159.587萬噸,影響面積551.25平方公里;集寧區氣象局本站降水量19.3毫米。11月5日,發射RYI-6300米增雪火箭彈12枚。作業效果明顯,總增水量48.785萬噸,影響面積551.25平方公里;集寧區氣象局本站降水量22.2毫米。
(3)雙比分析法對人工增雨效果及效益評估。雙比分析法是以歷史樣本自然雨量的比值作為試驗期兩區自然雨量的比值,以此來分析作業效果。雙比值E表示為:

其中R1表示試驗期影響區雨量平均,R2表示試驗期對比區雨量平均,Rn1表示歷史樣本的影響區雨量平均,Rn2表示對比區雨量平均。則平均增雨效果△E=E-1,效果顯著性用秩和檢驗法[2]。
下表為根據火箭彈直線射程6300米,拋物線射高仰角55度,射高為5160米,影響面積551.25平方公里采用雙比分析效果評估方法對集寧區近2013~2015年火箭增雨作業47站次,發射火箭彈770枚火箭增雨作業進行效果評估。可以看出,3年來累計作業影響面積 25908.74平方公里,累計總增雨4749.673萬噸,共為影響區增加降水95.27毫米,取得了不同程度的增雨效果。
據集寧區水務局統計,集寧區霸王河水庫全長22公里,目前庫區水域面積已近80萬平米,庫區水量已達到260萬立方米。從下表可以看出,2013~2015年火箭增雨作業后水庫水位上升達1.2米,為水庫庫區增水總量359萬立方米。特別是2013年6月8日,發射RYI-6300型火箭彈21枚,此次人工影響增雨量達34毫米,為霸王河水庫增加水位6厘米。據了解,截止2015年底,集寧區城市綠化覆蓋面積達2382.9公頃,綠地面積達2194.36公頃,城市綠化覆蓋率達到38.8%。2013~2015年火箭增雨作業為集寧區城市綠化節約用水2.9億噸。

年份 增雨作業站次 用彈量 影響面積(平方公里)降水量(毫米)影響區有效增雨量(毫米)總增雨效果(萬噸)作業期水庫水位上升(米)作業期水庫增水總量(平方米)2013 14 190 7717.50 223.2 33.48 1619.512 0.3 120 2014 17 316 9371.25 245.8 36.87 2013.890 0.5 121 2015 16 264 8820.00 166.1 24.92 1116.271 0.4 118合計 47 770 25908.74 635.1 95.27 4749.673 1.2 359
(4)人工增雨前后對比分析。下圖為2013~2015年集寧區火箭增雨達5毫米以上增雨作業30次作業前1小時、作業時1小時和作業后1~3小時集寧區本站降水量對比圖。圖中可以明顯看出,作業時1小時和作業后1小時比作業前1小時降水強度明顯增加,作業時和作業后出現明顯較強的降水。與作業前1小時相比,作業時1小時降水量增加1毫米以上的有14次,作業后1小時降水量增加1毫米以上的有17次;作業時和作業后降水量增加4毫米以上的有7次,增加降水量分別為:5.8、4.4、4.6、9.5、8.9、4.2和4.0毫米。可以說,集寧區人工增雨效果比較明顯。

實踐證明,人工影響天氣相比其他人工影響天氣作業方式是一項投資少、見效快,相對成熟的技術,多次的影響天氣作業使影響天氣效果愈加顯著,在開發水資源、改善生態環境和服務“三農”等方面發揮顯著,得到地方政府好評和嘉獎。
3.工作存在的問題人影作業有效范圍不大
難以適應和滿足地方經濟快速發展對人工影響天氣服務工作的需求。僅就目前有效影響天氣覆蓋面速度而言,距本區域全覆蓋還有較大差距。人影作業安全隱患不容忽視。雖不斷強化人工影響天氣安全工作,也健全有關安全管理制度,但隨著工作任務加重,新的設備引進和設備檢修維護環節增多,影響安全的因素在增加。人影作業人員專業技術有待提高。因籌建本局時間較短,作業技術人員兼職多項氣象服務業務,工作任務重,雖在崗前業務培訓并持有上崗證,但人工影響天氣作業的專業技術提高主要靠自學,系統學習和全面掌握本專業知識的能力有限。還有人影作業規模、作業點布局、作業指揮機制等方面也存在不足。
集寧區氣象局作為人影工作具體實施的基層部門,關鍵是理清思路,明確方向,找準問題,結合地方經濟發展戰略,思考本地區人影工作發展方向,抓住人影工作中存在的關鍵性、實質性問題,有針對性加以解決,更好地為地方服務。
1.科學制定與地方經濟發展需求相適應的人影工作發展計劃,強化人影業務現代化建設
將地方經濟快速發展賦予人工影響天氣工作更多需求作為重要任務全力以赴落實完成,同時以此為契機大力推動人影工作向前發展。考慮到目前工作存在的問題和“短板”,對完成人影工作任務的難易程度進行科學評估和合理分解,形成明確的近期遠期工作目標,劃分出與之目標有效實現的“硬件”和“軟件”及其相互配套的現代化建設項目,列出項目建設具體內容和完成時間進度,并將此發展計劃列入到地方的重大科技發展計劃,大力提升人影工作的科技含量和服務能力。
2.牢固樹立安全作業意識
“安全無小事,責任重如山”,“人影作業,安全第一”。時刻清醒沒有安全作業就沒有工作效率,甚至帶來災難。要不斷完善作業規章制度,嚴格按照章程作業。從彈藥運輸、存儲到作業安全操作、設備日常維護保養,任何環節都不能疏忽大意,保障安全,提高作業效果。讓安全成為每個指揮和炮手的自覺意識,形成良好的安全習慣。
3.加強基層人影工作隊伍業務素質培養,盡快適應人影事業快速發展的需要
人影工作是一項很強的集專業性和技術性為一體的工作,依靠科技進步,提高服務質量。通過有計劃的學習培訓,使得基層人影業務技術人員深度掌握天氣氣候演變有關理論和應用知識,有效研判和撲捉人影作業的有利時機,熟練使用作業設備操作規程和有關技術方法,充分體現業務技術人員在提高人影服務效益中的主導作用。
4.聯合周邊基層人影作業技術力量,實現互動作業和擴大作業面
實踐表明,有利本地區人影作業的天氣系統移動方向會來自周邊多個方位,為達到最佳作業效果,在市局人影統一指揮調度機制下,協同周邊有關基層人影工作,合理配置炮站方位、互通氣象情報、聯合人影作業,彌補難以顧及本地區人影作業范圍,實現人影服務的增質增效。
5.加強人影宣傳工作
做好人影宣傳工作,近年來集寧區氣象局加大了宣傳力度,通過報刊、網站廣泛宣傳人影動態信息和人影防災減災工作中取得的成績,以及人工防雹和增雨的科普常識,讓廣大市民多渠道了解人工影響天氣工作,正確引導社會輿論導向,渲染政府主導、部門聯動和社會參與的氣氛夯實基礎。針對部分群眾對人工增雨工作的不了解和模糊認識,集寧區氣象局通過“3.23”世界氣象日、5.12防災減災日、氣象科技宣傳月(宣傳周)等主題活動多種方式開展人影工作宣傳,取得了良好的效果。運用人影宣傳工作,形成領導重視,群眾歡迎,各行各業關心、支持,促進人工影響天氣工作健康發展。
人工影響天氣工作在避免或減輕氣象災害、合理利用氣候資源等方面可發揮重要作用,也具有很大的發展潛力。它必須面向科技發展前沿,必須面向社會經濟發展需求。以需求為牽引,大力提升人工影響天氣業務現代化水平,加強監測預警、指揮調度、安全監控、效益評估系統建設,充分發揮專業技術人才在人工影響天氣業務服務工作中的主導作用,實現人工影響天氣工作向規范、安全、科學、效益方向發展,為促進地方經濟社會發展做出更大貢獻。
[1]趙健.山東人工影響天氣工作發展回顧與思考[J].山東氣象,2008(4):50-53.
[2]張薔.人工影響天氣試驗研究和應用[M].北京:氣象出版社,2011:165.