人工影響天氣在農業氣象防災減災中的應用研究

關哲忠 陳煒欽 吳斌

摘要 隨著全球氣候變暖的加劇，我國各地區氣象災害愈演愈烈，并憑借其種類繁多、發生頻次高、強度大等特點逐漸發展成為十大自然災害之一。氣象災害不僅會直接影響大眾的日常生產生活，甚至還會威脅大眾的生命健康安全。為盡可能減少氣象災害造成的影響及損失，保障大眾的日常生活及農業安全生產，積極開展人工影響天氣作業勢在必行。基于此，概述了人工影響天氣作業，探討了人工影響天氣在農業氣象防災減災中的應用，并針對人工影響天氣在農業氣象防災減災中存在的問題提出了相應的發展措施，以供參考。

關鍵詞 人工影響天氣；農業；氣象災害；防災減災

中圖分類號：P48文獻標識碼：B 文章編號：2095–3305（2023）07–0093-03

作為一項科學、有效的防災減災手段，人工影響天氣指的是在合適的時機，充分利用空中云水資源，并借助人工催化等技術手段干預局部區域大氣物理過程的一種常見的技術方式[1]。借助人工影響天氣可以有效改變局部地區的氣候條件，以最終達到人工增雨、防雹等氣象防災減災的目的。

南安市地處福建東南沿海，介于118°08′30″E118°36′20″E，24°34′30″N25°19′25″N之間，全市總面積為2 036 km2，其東南部臨近海洋，境內地勢呈西北高、東南低的特點。南安市隸屬于南亞熱帶季風性濕潤氣候區，表現出冬短溫暖而少雨、夏長無酷暑、雨水充沛等特點。南安市特殊的地形、氣候特點為水稻、玉米、花生等農作物的種植和生長創造了良好條件。然而，隨著全球氣候異常變化，南安市干旱、冰雹等各種各樣的氣象災害頻發，嚴重威脅了當地民眾的日常生產生活，同時也使當地氣象防災減災工作面臨著巨大的壓力。隨著科學技術的飛速發展，人工影響天氣作業逐漸發展成為南安市氣象防災減災的一項常用技術措施，且在人工增雨抗旱、人工防雹等方面發揮著重要作用。基于此，重點探討了人工影響天氣在農業氣象防災減災中的應用及發展對策，對最大限度地降低氣象災害造成的影響及損失、保障民眾的生命財產安全等具有重要意義。

1 人工影響天氣概述

人工影響天氣簡稱“人影”，這一概念主要是在全球加劇變暖的大背景下，為滿足大眾日常生產生活所需，盡可能減少氣象災害造成的影響而采取的一種常見的科學技術手段。人工影響天氣技術始于20世紀40年代末期，是由美國朗格繆爾在實驗基礎上發展而來的，這一技術在各個領域得到廣泛應用，農業生產也不例外。自1946年后人工降雨技術逐漸發展，并在實踐應用當中備受關注，同時其科學理論也在大量實踐當中得到證實。

2 人工影響天氣在農業氣象防災減災中的應用

2.1 人工降雨

干旱是由于水分缺失而出現的一種常見氣象災害，這一災害現象發生時耕地土壤中的水分較少，無法滿足農作物生長發育所需，最終導致糧食大幅減產甚至絕收，同時也使民眾的經濟收益顯著下降。近些年來，隨著全球氣候變暖的加劇，南安市干旱災害頻發，以每年的春季、夏季和秋季發生干旱災害的頻率最高。春季正值農作物播種與林木育苗的關鍵時期，對降水量的需求較大，此時一旦發生干旱災害往往會影響種子的正常萌芽，使其發芽率明顯降低；夏季缺水將會導致農作物植株生長遲緩，作物植株出現萎縮甚至死亡；秋旱將會直接影響農作物的收成，導致農作物的產量顯著下降，由此造成的損失無法估量。而且，嚴重的干旱災害還會增加大眾日常生活與工作用水難度。在這一背景下，使用人工影響天氣來降雨顯得尤為重要。

現如今，人工降雨技術已經較為成熟，也取得了顯著的降雨效果。所謂人工降雨指的是在自然降雨形成的條件下，人為對某些因素進行補充，使雨滴相互凝結或碰撞，最終以雨滴的形式降落下來的一種技術。在實施時應當與降雨區域的云層成分特點相結合，選擇有利的天氣時機，借助飛機、火箭等將碘化銀、干冰、鹽粉等各種類型的催化劑噴灑至對應云層中，促使云層發生化學反應最終引發降雨。云層的溫度不同，人工降雨的形式也存在一定的差異。當干旱地區云層溫度高于0 ℃時，可以選擇鹽粉、尿素等具有較強吸濕性的粒子作為催化劑；若干旱地區云層溫度低于0 ℃，可以使用火箭彈將碘化銀傳送至云層中，這樣既可以加快冷云形成冰晶的速度，又能增加冰晶的密度，最終引發降雨。

大量實踐表明，降雨地區云層溫度位于-3 ℃左右時，人工降雨的效果最佳。人工降雨既可以有效緩解干旱災害造成的不利影響，又能明顯改善空氣質量，進而為當地農林業的發展、生態環境保護作出突出貢獻。

2.2 人工防雹減災

冰雹指的是從云層中降落的冰球或冰塊。這一氣象災害發生時，往往伴隨大風、雷雨等天氣現象，極易損壞正值生長期的農作物的葉片、穗粒和莖稈，使農作物大幅減產，農民的經濟收益顯著下降，嚴重時甚至還會危及生命。而使用人工影響天氣技術能夠有效減少冰雹災害發生，且借助其預測功能還能有效預防冰雹災害，進而盡可能減少冰雹造成的危害。

當云層中出現水滴或冰晶時，在其運動過程中極易合并、凝結，在強烈的上升氣流的作用下將會被運送至含水量較高的云層中，進而為產生冰雹天氣現象創造有利條件。因此，人工防雹的重點主要是通過飛機播撒催化劑或發射炮彈破壞云層中的小冰晶，以阻礙冰雹的凝結過程，進而達到防治冰雹災害的目的。隨著科學技術的快速發展，人工防雹技術也取得了一定的成果，突出表現為以下2點：（1）將冰晶發射至含水量積累區的方式發生了明顯改變，由以往的高炮發展成為高射炮、火箭等，作業效率與精確性得到顯著提升；（2）延伸出了最新的冰雹預報系統，這一系統在天氣形勢基礎上，采用雷達等先進設備觀測云層結構，并與多方資料相結合，通過計算精準判斷冰雹，以達到預警的目的[2]。

另外，自21世紀以來，網絡技術的飛速發展為信息傳播創造了有利條件。任何一種氣象災害預警預報信息都能夠通過互聯網廣泛傳播與擴散，民眾可以據此做好相應的防御準備工作，以最大限度地減少氣象災害造成的影響及損失。

2.3 人工消霧

霧即為懸浮在空氣中的大量的細小雨滴，以秋冬季節發生頻率最高，是自然界中常見的自然現象之一。霧天氣現象發生時也會對農作物的正常生長產生一定程度的影響，使農作物減產歉收，最終導致農戶的經濟收益不容樂觀。霧對農作物的影響主要表現在以下3點：（1）大霧阻礙了農作物的正常光合作用。而光合作用是農作物生長的一項基礎重要環節，與光能資源的吸收、轉化與儲藏密切相關。一旦長時間出現大霧天氣現象，必然會導致農作物出現矮小、萎靡、病變等不良現象；（2）部分霧氣中伴隨著一些植物病菌，一旦其附著農作物表面，極易導致農作物發生病變；（3）受到霧氣自身特點的影響，霧天氣現象發生時大氣環境濕度過高，不僅會導致農作物莖稈軟弱，還會使其抗病性明顯下降，并為病菌入侵創造有利條件，對農作物的生長極為不利[3]。

霧對農作物的影響較為嚴重，主要包括臭霧、海霧、火霧等多種類型，每種類型對農作物的影響也有所不同。其中臭霧極易導致農作物發生病變；海霧會加速農作物的枯萎速度；火霧會熏黃農作物，甚至還會熏掉果實。人工消霧作為一種可以有效降低大霧對農作物影響及損失的技術手段之一，其主要依據冰云、水云相互混合的原理，將干冰、甲烷、碘化銀等催化劑發射至農作物上方的云層中，促使其產生冰晶，并達到消耗霧滴、產生降水的目的。科學技術的日新月異，各種各樣的新技術方法應運而生，與此同時加熱法、動力法等也廣泛應用于人工消霧工作，且應用效果也較為顯著。

3 人工影響天氣在農業氣象防災減災中存在的問題

盡管人工影響天氣作業在農業氣象防災減災中的作用顯著，但在實際應用過程中也存在各種各樣的問題，主要表現為以下2點。

3.1 缺少氣象專業的人才

現如今，雖然人工影響天氣作業取得了顯著成效，但在實際落實中暴露出氣象部門專業氣象人才短缺等問題，輕則影響當地人工影響天氣作業成效，重則導致無法正常開展人工影響天氣作業[4]。另外，人工影響天氣作業部分技術操作難度較大，若非專業工作人員將會顯著增加安全隱患，加之空中航線數量的劇增，積極培養專業的氣象人才迫在眉睫。

3.2 技術成本較高

當前，盡管人工影響天氣在各行各業得到廣泛應用，但其技術方面的缺陷仍不容忽視。要想使人工影響天氣的功能與作用得到充分發揮，必須與復雜多變的天氣條件相結合，以有效彌補技術存在的缺陷。而部分技術在應用時必須借助高射炮、火箭、飛機等先進設備，且在此過程中還要播撒大量的干冰、碘化銀等催化劑才能達到降雨的目的，因此導致該技術成本較高，大多數以農業發展為主的地區要想運用人工影響天氣技術必然會面臨著巨大的經濟壓力。因此，在技術開發時應綜合考慮設備、技術的成本，以盡可能地使用較少的投入以換取較高的經濟收益[5]。各地區氣候不同，當地部門必須針對各個區域開展技術改良與創新，以確保人工影響天氣技術能夠與地區發展需求相結合。

4 人工影響天氣發展思考

4.1 增強防災減災意識，提高防災減災效果

氣象部門相關負責人應密切關注防災減災的動態，使當地民眾的防災減災意識實現顯著增強。尤其是在干旱、冰雹等氣象災害發生頻率較高的時間段內，必須事先安排好人工影響天氣作業事項，并保證各項作業設施設備均位于正常工作狀態[6]。另外，還要在這一領域加大人力物力投入力度，通過免費發放宣傳手冊、開展人工影響天氣技術、防旱防汛專題講座等多種形式，向民眾普及氣象災害知識和人工影響天氣技術，使其充分意識到氣象災害造成的嚴重危害，并掌握一定的預防措施，以確保及時防御氣象災害。

4.2 強化人工影響天氣作業隊伍建設

為穩定人工影響天氣作業隊伍，氣象部門應提升工作人員的保障水平，切實解決工作人員工資、保險等各項福利待遇。首先，聘用年輕化、專業化的人員，加強其繼續教育與在職培訓，結合當地人工影響天氣開展的實際情況，定期組織工作人員參加知識與技能培訓，主要包括作業裝備操作、彈藥的使用與管理、作業流程等。其次，并適時開展操作演練，以構建一支素質高、技能水平過硬的人工影響天氣作業隊伍。最后，完善人員管理與激勵機制，健全工作人員聘用、培訓、考核、獎勵、保障等一系列配套設施，從而增強人工影響天氣作業的穩定性，顯著提升其技能水平[7]。

4.3 構建完善的人工影響天氣安全監管體系

氣象部門應建立健全安全監管體系，并嚴格遵循“逐級負責、責任到人”的原則。首先，制定嚴格的規章制度，以避免發生人工影響天氣作業安全事故。其次，氣象、公安、軍事等各部門應與鄉鎮各單位密切協作，嚴格做好空域申請、存儲彈藥、工作人員安全等的監督與檢查工作。再次，還要重視彈藥、作業裝備的安全管理，嚴格做好工作人員的安全知識教育培訓工作，以確保人員安全性。最后，還要不斷優化人工影響天氣作業布局，并逐步完善安全事故應急預案，使工作人員面對突發事件的應急處理能力得到顯著提高[8]。

4.4 加大經費投入力度

首先，相關部門應在人工影響天氣事業上加大財政投入力度，并將該項作業納入同級財政預算。還要與當地經濟發展狀況、年度人工影響天氣作業計劃相結合穩定增加資金投入。其次，逐步拓寬投入渠道，盡可能爭取社會資金參與其中，構建水利、農業、煙草等受益行業投入機制，以確保有充足的資金用于優化作業站點布局，并及時對作業站點基礎設施與人工影響天氣作業裝備進行更新與完善。最后，嚴格做好人工影響天氣作業的經費管理工作，從而顯著提升人工影響天氣作業經費的使用效益[9]。

4.5 加大科研力度，積極更新技術設備

首先，氣象部門應深層剖析人工影響天氣技術，積極改善與提升現有的人工影響天氣技術，以更好地服務于防災減災工作，進而最大限度地降低氣象災害造成的影響及損失。其次，氣象部門還要積極引進先進的儀器設備，并做好統一管理工作。一旦發現儀器設備使用時間較長且部分功能喪失，必須及時向上級匯報。同時還要定期做好各儀器設備的維修維護工作，以保證各設備均正常工作。最后，政府部門應切實將人工影響天氣作業納入民生范圍，并在這一領域加大資金投入力度，使人工影響天氣作業的規范性、實效性與安全性得到顯著提升[10]。

5 結束語

盡管人工影響天氣在農業氣象防災減災中的應用取得了顯著成效，但是防災減災的任務與形勢依然相當嚴峻，尤其是區域性、局部性的氣象災害仍無法得到有效防治，這就針對人工影響天氣作業提出了更加嚴格的要求。因此，相關部門必須結合當地人工影響天氣作業存在的各種問題，采取不同的解決方案，盡可能安全、高效開展人工影響天氣作業。另外，還應增強廣大民眾的防災減災意識，強化人工影響天氣作業隊伍建設，并加大科研力度，積極更新技術設備等以提升人工影響天氣技術的應用水平，進而使其農業防災避災、保障民眾生命財產安全的作用與功能得到充分發揮。

參考文獻

[1] 劉小杰.人工影響天氣在農業氣象防災減災中的作用及對策探討[J].農業開發與裝備，2022（10）：131-132.

[2] 李光友.人工影響天氣在氣象防災減災中的應用研究[J].黑龍江糧食，2021（6）： 107-108.

[3] 劉家祥，馬思睿.人工影響天氣在農業氣象防災減災中的作用及對策分析[J].農業災害研究，2021，11（11）：79-80.

[4] 崔寒，關哲忠，唐會榮，等.南安市短時強降水特征及對楊梅生長的影響分析[J].福建熱作科技，2022，47（1）：19-21，26.

[5] 李曉鶴，李亞麗，袁佰順，等人工影響天氣在天水市氣象防災減災中的應用[J].安徽農業科學，2016，44（35）：196-197.

[6] 施徐忠，顏秀玲，謝露霞.人工影響天氣在茶陵縣氣象防災減災中的應用分析[J].南方農業，2016，10（30）：116，120.

[7] 尹蕭羽.人工影響天氣在農業氣象防災減災中的作用及對策分析[J].農業災害研究，2022，12（6）：134-136.

[8] 楊佳帥.人工影響天氣在氣象防災減災中的作用及發展建議[J].現代農業研究，2020，26（12）：127-128.

[9] 劉穎.人工影響天氣在氣象防災減災中的作用及發展建議[J].鄉村科技，2019 （31）：105-106.

[10] 吳揚，丁雪丹.人工影響天氣在氣象防災減災中的作用及發展建議[J].農業與技術，2019，39（6）：141-142.

Application of Weather Modification in Agrom-eteorological Disaster Prevention and Reduction

Guan Zhe-zhong et al（Nanan Mete-orological Bureau， Nanan， Fujian 362300）

Abstract With the intensification of global warming， meteorological disasters in various regions of China are becoming more and more serious， and have gradually developed into one of the ten natural disasters with the characteristics of wide variety， high frequency and high intensity. Meteorological disasters will not only directly affect the daily production and life of the public， but also threaten the life， health and safety of the public. In order to minimize the impact and loss caused by meteorological disasters， and ensure the daily life of the public and agricultural production safety， it is imperative to actively carry out weather modification operations. Based on this， the weather modification operation was summarized， the application of weather modification in agrometeorological disaster prevention and mitigation was discussed， and the development thinking is put forward for reference.

Key words Weather modification; Agriculture; Meteorological disasters; Disaster prevention and mitigation