通遼市夏季干旱對農業的影響及抗旱人工增雨個例分析

李 洋

(通遼市氣象局，內蒙古 通遼 028000)

通遼市位于內蒙古自治區東部，屬于半干旱氣候，經統計，1999年以來夏季多干旱少雨，受500hPa環流特征及東亞阻塞高壓、太平洋副高、青藏高壓等影響較大[1]。因此，為了有效應對干旱問題，確保農業生產過程中的水分供應充足，在氣候干旱或降雨偏少的夏季，應在現代化科學技術的基礎上，實時開展人工增雨作業，以有效緩解干旱對農作物生產的影響，保證農作物持續健康生長，提升農作物產量和品質，對農牧業生產有一定的促進作用[2]。

1 通遼市地理及氣候特點

1.1 地理特征

通遼市在內蒙古東部地區，屬于內蒙古下轄地級市。處于松遼平原西部的邊緣位置，華北與東北交界處，總面積59535km2。東邊靠近吉林省，南鄰遼寧省，西接赤峰市，東、北則分別與錫林郭勒盟、興安盟接壤。

1.2 氣候特點

實際上，通遼市境內屬于干旱大陸性季風氣候,主要氣候特點是春季多風，干旱頻率高；夏季炎熱多雨，降水比較集中；秋季持續時間短且涼爽，溫度變化幅度大，南北地區出現霜凍時間有一定差異；冬季持續時間長且極為寒冷。多年來，通遼市年平均氣溫在0～6.0℃，多年平均降水量為350～400mm，年內蒸發量將近是降水量的5倍，說明蒸發速率強；多年平均日照時數為3000h左右，而年內≥10℃的活動積溫在3000～3200℃；無霜期140～160d；1a中8級以上大風天數為20～30d。

2 通遼市干旱災害特點

干旱是指長時間沒有出現有效降雨，且空氣較為干燥，相對濕度偏低，大氣和土壤內的水分不足等現象，對不同農作物生長發育的影響較大。在全球氣候變暖的大背景下，通遼市境內出現干旱災害的幾率較大，其主要特點是出現頻率高、危害強度大、持續時間長、影響范圍廣，不利于優質高產農作物的形成，還會在很大程度上影響當地農牧民的經濟收入水平。干旱出現頻率較高，主要以春季干旱為主，除了境內庫倫、后期東部出現春季干旱的頻率較低外，其他地區的春季干旱出現頻率相對較大，大多在60%以上。近年來，春季干旱出現頻率也有一定程度的下降，通遼市春季干旱平均出現頻率在60%左右，而扎旗、舍伯吐地區則屬于春季干旱多發期，其出現頻率在67%～77%。夏季干旱比較少見，平均每2a發生1次，近年來呈逐漸增加的趨勢。夏季干旱發生頻率為60%～77%，尤其是開魯縣，夏季干旱造成的破壞更為嚴重，發生頻率為80%。通遼市秋季旱災頻率較低，發生頻率僅為56%左右；舍伯吐秋季旱災頻率較高，達到73%；春夏、夏秋季連續干旱頻率均為30%～40%，與春夏秋季相比，干旱減少的趨勢更為明顯，只有舍伯吐出現這種情況的頻率更高。

通遼市旱災多發，受災范圍較廣，受災面積較大。尤其是1967年、1972年、1980年、1982年和1999年這5a，通遼市發生旱災，導致當地農田、森林、草原等地出現不同程度的干旱，對當地糧食產量和品質有很大影響。此外，通遼市的旱災也較為明顯。據有關統計，1947—1995年，通遼市因旱災造成的經濟財產損失達110億元以上。干旱進一步加劇了通遼市荒漠化現象，也是該地區的主要重大災害。

3 干旱災害對通遼市農業生產的影響

3.1 干旱對冬小麥的影響

通常，通遼市冬小麥結合期主要發生在每年的3月中旬，這段時間對小麥水的需求量會有所增加。隨后，幼穗開始分化，到4月底，小麥逐漸進入發穗、開花、成粒階段，由于該時期的小麥是整個生長發育的關鍵期，對水分需求較大。這一時期水分不足會不同程度地影響冬小麥的正常穗形成、粒重和粒數。如果旱災發生在春季，由于這個階段的冬小麥處于需水旺盛時期，對冬小麥的影響比較大。春旱對冬小麥在高需水期的生長發育構成較大威脅。由于初期底部水分不足，會加劇春旱危害，進而降低冬小麥產量，甚至造成小麥絕收，對農民的影響巨大。

3.2 干旱對玉米的影響

實際上，玉米對水分的利用率極高，在玉米全生育期內，對水分有較大需求，約為350～400mm，玉米不同生長發育期內對水分需求有較大差異。若是玉米苗期內遇到干旱災害，會使玉米植株生長發育速度延緩，極易形成細桿、黃葉；若是玉米喇叭口期出現干旱，則會阻礙雌穗正常發育，很容易出現半截穗，同時上半部分穗則會隨著時間的推移而退化，嚴重的情況下則不利于雌穗的正常發育，經常會有空穗出現；如果旱災發生在穗期早期，會推遲雄蕊抽出時間，導致授粉不良，進而形成花籽粒；如果干旱災害出現在玉米授粉期，花粉活力會降低，對授粉的影響會更加明顯，出現空穗。從外觀上看，細絲會從殼中突出，同時會出現更長的晶須；如果在玉米灌漿期發生旱災，玉米粒不豐滿，玉米芯變得糊狀。干旱持續時間長，會導致玉米葉片變黃、起皺，植株矮小，阻礙生長速度的正常開展，甚至會造成玉米植株干枯死亡。

3.3 干旱對水稻的影響

干旱是通遼市嚴重的自然災害，對水稻的危害較大。旱災會延緩水稻的生長期，嚴重影響水稻植株的正常生長。嚴重的稻田旱災將導致吸盤數量減少，矮化植物數量增加。如果旱災發生在水稻分蘗期，分蘗時間較早的水稻將會出現死亡，進而降低有效分蘗速率。在水稻抽穗前5～11d、抽穗期和抽穗后的11～15d，如果發生旱災，將導致水稻產量顯著下降。如果旱災發生在稻穗的生長發育期，不利于優質高產水稻的形成；如果在稻穗生長早期出現干旱，對枝條的正常分化極為不利，同時阻礙穎花的正常形成，減少單穗數量；如果旱災發生在稻穗生長中期，會導致穎花發育不良，畸形穎花增多，對水稻正常開花坐果極為不利；如果旱災發生在穗花期，就會影響受精結實的正常發生。

4 通遼市夏季抗旱人工增雨個例

4.1 前期氣候、土壤墑情概況及作業準備

2016年7月上旬，通遼市平均氣溫24.2～28.3℃，與常年同期相比，扎魯特旗、霍林郭勒市高4.9～5.9℃，其余地區高1.8～3.5℃。全市僅北部的霍林郭勒市、扎魯特旗有2.4～13.8mm降水，其余地區不足1mm或無降水，與常年同期相比，巴雅爾吐胡碩鎮少70%，其余地區少90%以上。截至7月18日，全市受前期降水影響，墑情較差，三類墑占比67.8%，二類墑占比31.9%，一類墑占比0.4%,無過濕墑。

根據內蒙古自治區人影指導產品與通遼市人影中心會商意見，7月19—21日通遼市有一次明顯降水過程。各級氣象部門指揮與作業人員密切監測天氣，根據天氣形勢變化，及時制修訂作業計劃，開展人工增雨作業。

4.2 作業過程分析與預報

4.2.1 天氣條件分析

從2016年7月19日08∶00—21日20∶00，見圖1，500hPa高空槽由河套地區向東移動，在20日08∶00，華北南部地區形成低渦系統向內蒙古東部移動；700hPa高空槽由河套地區向東南移動，并在華北南部地區形成低壓系統向內蒙古東部地區移動，850hPa位于華南地區的低壓發展增強至華北南部，并向東北方向移動，配合有風場切變存在，地面上內蒙古東部地區處于低壓控制。

圖1 2016年內蒙古7月19日08∶00—21日20∶00 500hPa天氣圖

4.2.2 降水過程分析

7月19日10∶00，隨著系統云系移入內蒙古東部地區，水汽條件進一步轉好，內蒙古東部地區赤峰南部出現降水，20日20∶00通遼南部地開始出現降水，21日全天有降水，到22日08∶00，隨著主體系統云系移出通遼市，降水過程結束。

4.3 作業條件潛勢預報和作業計劃制定

預報通遼地區上空有可作業的云系覆蓋，云系較為均勻，自西南向東北方向移動，云中冰晶濃度較少，降水粒子豐富，適合開展增雨作業。能夠實施作業時段為2016年7月20日20∶00—22日08∶00，建議火箭作業高度為4000～7000m，發射仰角50°～70°，發射方位角0°～360°；建議飛機作業高度為3900～6000m，催化劑選取煙條與子焰彈。

4.4 增雨作業情況

第1架次設計飛行范圍為通遼南部地區，實際飛行航線：通遼—開魯—奈曼—庫倫—科左后旗—通遼，庫倫和后旗境內實施作業區作業。實際飛行也是按照方案設計實施，7月21日05∶28起飛，08∶00落地，飛行時間152min，在0℃層以上，水汽充沛區域進行催化作業。

第2架次設計飛行范圍為通遼北部地區，實際飛行航線：通遼—開魯—扎魯特旗—科左中旗—科左后旗—通遼，開魯境內實施作業區作業。7月21日15∶46起飛，18∶50落地，飛行時間184min。

本次作業累計飛行2架次，時長336min，燃燒煙條30根，發射子焰彈180枚；地面火箭作業10點次，發射火箭隊102枚，作業影響區內普降小到中雨，取得明顯增雨效果。

5 人工增雨在農業生產中的作用

5.1 緩解干旱

有效降水相較于往年偏少、水資源不足是形成干旱災害的主要原因。在供水得不到保障的前提下，農作物生長發育中很容易出現干枯、萎蔫等情況，嚴重的情況下會出現死亡。若是區域內的降水量不穩定且季節性降水較大，極易出現干旱災害。人工增雨可使區域內的降水量得到增強，同時還能對水資源進行補充，不僅緩解了干旱產生的危害，還能滿足農作物生長發育中的水分需求，可最大限度地降低干旱對農業生產的危害。

5.2 優化灌溉

農作物全生育期內需要保證水分供應充足，而外界環境、氣象條件對水資源的負面影響較大。在實際的農業生產中，一旦發現干旱災害需及時為農作物補充水分，對耕地周圍的水資源進行充分利用，以對農作物進行有效灌溉，提升土壤內的含水量，以滿足根系生長對水分需求。在農業灌溉中，人們習慣選用噴灌、滴灌等方式，而這些灌溉方式則存在一定局限性，水分供應很難滿足農作物生長發育需求。因此，農業灌溉中，需充分利用人工增雨，可有效避免浪費水資源的現象。

5.3 改善生態環境

眾所周知，干旱不僅阻礙農作物正常生長，還會影響生態環境，加快生態環境惡化程度，通過人工增雨的方式可對生態環境進行改善，進而減少干旱災害出現頻率。若是干旱災害持續時間較長，會降低糧食產量和水資源量，同時還會影響糧食安全，造成飲用水供應不足。開展人工增雨作業，在緩解干旱對農作物生長危害的同時，還能增加土壤墑情，確保糧食高產豐收。實施人工增雨，可在短時間內恢復水源涵養功能，進而擴大水域面積，以有效緩解水資源短缺，可促進農作物和其他植物的生長發育。對于干旱區來說，干旱大都伴隨著高溫災害，高溫條件下會阻礙農作物正常生長發育。開展人工增雨作業，在緩解高溫的同時，還能將高溫對農作物生長的不利影響降到最低。

6 總結

本次人工增雨作業區域覆蓋通遼市大部地區，使用內蒙古東部人工影響天氣中心自主研發效果評估軟件對本次作業進行效果評估，得到作業影響面積為25150km2，受自然降水與人工增雨作業共同影響增加降水量約468萬t。本次天氣過程結束后，通遼市森林草原火險等級降低，見圖2，土壤墑情得到明顯改善，三類墑占比10.5%，二類墑占比37.8%，一類墑占比38.7%，過濕墑占比12.9%，對農牧業生產有積極貢獻。

圖2 2016年7月18日和7月23日通遼市土壤墑情圖