人工影響天氣在農(nóng)業(yè)氣象防災(zāi)減災(zāi)中的措施分析

摘 要：農(nóng)業(yè)氣象在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有重要影響，直接關(guān)系到農(nóng)作物的生長、發(fā)育和產(chǎn)量。人工影響天氣作為一種氣象調(diào)控手段，在農(nóng)業(yè)氣象防災(zāi)減災(zāi)中發(fā)揮著日益重要的作用。基于此，概述了人工影響天氣的相關(guān)內(nèi)容，分析了人工影響天氣在農(nóng)業(yè)氣象防災(zāi)減災(zāi)中的具體應(yīng)用，提出了人工影響天氣在農(nóng)業(yè)氣象防災(zāi)減災(zāi)中的應(yīng)用措施，以促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的健康發(fā)展。

關(guān)鍵詞：人工影響天氣；農(nóng)業(yè)氣象；防災(zāi)減災(zāi)；人工防雹；人工清霧

中圖分類號：S42 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）12–0-03

氣候變化導(dǎo)致不穩(wěn)定天氣和極端氣候事件頻繁發(fā)生，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來了巨大的挑戰(zhàn)。干旱、洪水、冰雹等自然災(zāi)害頻繁出現(xiàn)，直接影響了作物的產(chǎn)量和質(zhì)量，進(jìn)而威脅到糧食安全和農(nóng)民生計(jì)。因此，探究有效的氣象防災(zāi)減災(zāi)措施顯得尤為重要。人工影響天氣作為一種新興的氣象調(diào)控手段，能在一定程度上干預(yù)不利天氣，減輕其對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的負(fù)面影響。深入研究人工影響天氣在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)氣象防災(zāi)減災(zāi)中的應(yīng)用措施，能助力農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，同時能為相關(guān)政策的制定和實(shí)施提供理論支持。

1 人工影響天氣概述

人工影響天氣是為避免或者減輕氣象災(zāi)害，合理利用氣候資源，在適當(dāng)條件下通過科技手段對局部大氣的物理過程進(jìn)行人工影響，實(shí)現(xiàn)增雨（雪）、防雹、消雨、消霧、防霜等目的的活動，其核心在于利用人工手段干預(yù)云層的形成和降水過程，進(jìn)而影響天氣現(xiàn)象。我國最早的現(xiàn)代人工影響天氣實(shí)驗(yàn)開展于20世紀(jì)50年代，主要是基于對云物理學(xué)的研究，尤其是對云的形成和降水機(jī)制的深入分析。進(jìn)入21世紀(jì)，人工影響天氣技術(shù)獲得進(jìn)一步的完善和發(fā)展。現(xiàn)代氣象學(xué)的進(jìn)步，尤其是數(shù)值天氣預(yù)報和氣象衛(wèi)星技術(shù)的應(yīng)用，為人工影響天氣提供了更加準(zhǔn)確的氣象數(shù)據(jù)支持。氣象部門使用這些技術(shù)，能更好地預(yù)測天氣條件，從而選擇合適的時間和地點(diǎn)進(jìn)行干預(yù)。例如，通過分析氣象數(shù)據(jù)，研究人員能判斷云層的結(jié)構(gòu)和移動趨勢，從而采取有針對性的措施，以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的氣象

效果[1]。

隨著研究的深入發(fā)展和技術(shù)的不斷進(jìn)步，人工影響天氣將在農(nóng)業(yè)氣象防災(zāi)減災(zāi)中發(fā)揮更加積極的作用，幫助農(nóng)民應(yīng)對氣候變化帶來的挑戰(zhàn)，增強(qiáng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定性和安全性，從而保障糧食安全。然而，人工影響天氣的應(yīng)用也存在一些不足，其帶來的環(huán)境影響和倫理問題也引發(fā)了諸多討論。

2 人工影響天氣在農(nóng)業(yè)氣象防災(zāi)減災(zāi)中的具體應(yīng)用

2.1 云種播種

云種播種法是將碘化銀或干冰等特殊材料噴灑到云層中，迫使云層中的水蒸氣凝聚為雨點(diǎn)，從而形成降雨或調(diào)節(jié)降雨時間。這一技術(shù)對農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的防治具有重要意義，可以合理調(diào)節(jié)降雨量和降雨時間，減少極端天氣引發(fā)的洪澇災(zāi)害。云種播種技術(shù)主要是借助地面發(fā)射裝置或飛機(jī)，將碘化銀粒子送入云中，在云層中粒子起到冰芯或冷凝核心的作用，推動過冷水滴的凝聚或者凝固，從而形成巨大的水珠或冰晶體，受引力的影響變成雨水。該技術(shù)的核心是準(zhǔn)確鑒別適宜播種的云團(tuán)，這離不開先進(jìn)的氣象觀測裝備和準(zhǔn)確的氣象預(yù)測模型。

云種播種技術(shù)在調(diào)控降雨和減少洪災(zāi)風(fēng)險方面具備一定的潛能，但當(dāng)前該技術(shù)的實(shí)際運(yùn)用受諸多因素的影響，如云體物理特征、大氣狀況及區(qū)位等，該技術(shù)對環(huán)境的潛在危害也有待深入研究與評價。因此，云種播種作為一項(xiàng)重要的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害防治技術(shù)，其應(yīng)用必須建立在準(zhǔn)確的氣象預(yù)報、嚴(yán)格的作業(yè)規(guī)范以及對環(huán)境的綜合評價的基礎(chǔ)上。

2.2 霜凍防護(hù)

霜凍防護(hù)包含多種措施。人工增溫是防止霜凍的常用措施，該技術(shù)是利用加熱裝置，如熱風(fēng)爐、地面加熱器或小型加熱塔，來提高農(nóng)作物周圍的氣溫。例如，可以在果園內(nèi)布設(shè)多臺熱風(fēng)機(jī)，一旦發(fā)現(xiàn)有霜，立即開啟熱風(fēng)機(jī)，提高環(huán)境氣溫，降低霜害。同時利用大風(fēng)扇破壞冷熱氣流的分層結(jié)構(gòu)，加速氣流混合，進(jìn)而提高地表溫度，尤其適用于地勢較低的地區(qū)[2]。通過改善空氣流動性，可有效減少冷空氣在農(nóng)作物表面積累，進(jìn)而降低霜害發(fā)生的風(fēng)險。

噴霧灌溉也是有效的防霜方式之一，其是在溫度逼近零度時，持續(xù)向作物澆水，水分在作物表層凝結(jié)成冰時會散發(fā)出大量的熱能，使作物表層的溫度始終維持在0 ℃以上，從而起到預(yù)防霜凍的作用。該技術(shù)特別適用于短期霜降預(yù)報，但是要避免因過量澆水而侵害作物。

遮蓋物覆蓋是一種物理防護(hù)方法，用覆蓋物（如防霜布、麥稈或其他隔熱材料）來降低地表的熱輻射損失，使農(nóng)作物表面升溫。在霜害警報期間應(yīng)用覆蓋技術(shù)，等溫度上升后及時去除，以免高溫對農(nóng)作物造成傷害。

煙霧覆蓋方法也是霜凍防護(hù)措施之一，用煙來提高空氣的水分和遮光率，以降低地表的熱輻射損失。在預(yù)計(jì)有霜的夜晚，通過燃燒稻草或潮濕的木頭等制造煙霧，提高空氣溫度，從而緩解霜凍對農(nóng)作物的不良影響。

2.3 人工降雨/降雪

人工降雨/降雪是一種將碘化銀、干冰或液氮等特殊材料排放到云層中，以加速或增強(qiáng)降雨/降雪的技術(shù)。碘化銀、干冰或液氮等物質(zhì)起到凝結(jié)核的作用，推動云層中的水珠和冰晶在其周圍堆積/生長，當(dāng)其體積足夠大時，就會以雨或雪的形式落向地面。地面發(fā)射和航空播種是當(dāng)前人工降雨/降雪最主要的兩種方式。地面發(fā)射方式的原理是借助火箭或特殊發(fā)射裝置將云種送入云層，航空播種的原理是利用飛機(jī)將材料直接噴入合適的云中。至于采用何種方式，通常由許多因素決定，包括目的云的種類、高度及地理狀況等。實(shí)踐研究表明，云物理特征、氣象條件、播撒材料種類和排放模式是影響人工降水/降雪效應(yīng)的主要因素。在適宜的情況下，人工降雨/降雪可使當(dāng)?shù)亟邓黾?0%～30%，但其增雨強(qiáng)度與云的初始形態(tài)及周邊空氣的水分狀況密切相關(guān)。

人工降雨/降雪對抗旱減災(zāi)具有重要意義，但面臨著運(yùn)行成本高、環(huán)境污染嚴(yán)重、技術(shù)效果不確定等問題。因此，考慮開展人工降雨/降雪工作時，要全面評估目標(biāo)地區(qū)的天氣狀況、用水需求以及潛在風(fēng)險等。在氣象學(xué)與新科技持續(xù)發(fā)展的背景下，人工降雨/降雪技術(shù)的有效性和可靠性將進(jìn)一步增強(qiáng)，從而提高旱災(zāi)區(qū)域水資源管理的效率。

2.4 人工防雹

冰雹是從云中墜落的冰球或冰塊，這種氣象災(zāi)害出現(xiàn)時常伴隨大風(fēng)、雷雨等天氣現(xiàn)象，容易損傷處于生育階段的農(nóng)作物的葉片、穗子、莖稈等，造成農(nóng)作物大量減產(chǎn)，給農(nóng)民帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。利用人工影響天氣技術(shù)可以降低雹災(zāi)的發(fā)生率，利用相關(guān)預(yù)報函數(shù)也可以有效防治雹災(zāi)，從而最大限度地降低雹災(zāi)帶來的損失。當(dāng)云內(nèi)有水珠或冰晶體存在時，其容易在云中融合、凝結(jié)，并在強(qiáng)上升氣流的推動下向水汽含量更高的云中輸送，為雹災(zāi)的發(fā)生提供有利的條件[3]。因此，借助飛機(jī)播撒催化劑或發(fā)射炮彈，破壞云層中的小冰晶，阻礙冰雹凝結(jié)進(jìn)程，能有效控制雹災(zāi)。

在現(xiàn)代科技飛速發(fā)展的背景下，人工防雹技術(shù)獲得了顯著進(jìn)展，主要體現(xiàn)在以下2個方面：第一，從傳統(tǒng)的高炮發(fā)射發(fā)展到高射炮和火箭作業(yè)等，顯著提高工作效率和精度。第二，新型冰雹預(yù)報系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，該系統(tǒng)基于氣象條件，利用雷達(dá)等高科技儀器對云的形態(tài)進(jìn)行觀察，并聯(lián)合多種數(shù)據(jù)進(jìn)行精確判定，實(shí)現(xiàn)對雹災(zāi)的早期預(yù)報。

2.5 人工消霧

霧是一種由小液滴或冰晶體構(gòu)成的懸浮于近地層中的氣溶膠，會導(dǎo)致能見度下降，給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通等帶來危害。在以人工影響天氣為基礎(chǔ)的農(nóng)業(yè)氣象防災(zāi)減災(zāi)措施中，人工消霧是一項(xiàng)重要的技術(shù)措施，其目的在于降低因大霧而導(dǎo)致的低能見度情況，減輕對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不利影響。人工消霧的主要手段是利用人工手段加快霧化液滴的凝聚或汽化，從而達(dá)到消散霧氣和改善能見度的目的，常用的手段有使用化學(xué)藥劑、促進(jìn)氣流流動、利用電磁波等，來改善霧的發(fā)生和發(fā)展。

化學(xué)消霧是將一些特殊的化學(xué)物質(zhì)（干冰、鹽粒等）噴射到大霧中，使其發(fā)揮冷凝核芯的作用，使周邊的水珠在其周圍凝聚，形成更大的水珠，然后在引力的作用下掉落到地面上，達(dá)到消霧的目的。熱空氣吹散是利用熱風(fēng)槍等加熱設(shè)備，將高溫氣體注入霧區(qū)，提高氣溫，促使噴霧液滴汽化，達(dá)到消霧的目的。電磁波消霧法是利用電磁波，特別是微波，加熱霧滴體以促進(jìn)液滴蒸發(fā)，其原理是：霧滴可以吸收電磁波的能量，從而很快變熱并汽化消失。這些方案可以顯著提高能見度，但在使用過程中應(yīng)兼顧運(yùn)行安全與費(fèi)用問題。

從實(shí)際應(yīng)用成效看，在農(nóng)業(yè)氣象防災(zāi)減災(zāi)中，運(yùn)用人工消霧技術(shù)的主要目的是避免大霧減弱作物光合作用，以及因能見度低而引發(fā)農(nóng)機(jī)作業(yè)事故。在實(shí)際生產(chǎn)中，由于化學(xué)消霧操作簡單、成本低廉，在小型農(nóng)田和設(shè)施農(nóng)業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。但由于化學(xué)藥劑對農(nóng)作物及環(huán)境會產(chǎn)生的潛在危害，應(yīng)選用環(huán)境友好、對農(nóng)作物無害的消霧材料[4]。

3 人工影響天氣在農(nóng)業(yè)氣象防災(zāi)減災(zāi)中的應(yīng)用措施

3.1 落實(shí)準(zhǔn)備工作

3.1.1 完善安全制度

首先，地方氣象部門在開展人工影響天氣作業(yè)前，

需要發(fā)出通告，使有關(guān)部門清楚作業(yè)的具體時間和內(nèi)容，從而減少或避免因人為因素而導(dǎo)致的安全意外。其次，要對參與作業(yè)的員工進(jìn)行評估，確保其在上崗前掌握熟練的操作技術(shù)。有關(guān)部門也要給作業(yè)員工購買安全保險，保障他們的生命安全。再次，將定期檢修維護(hù)設(shè)備作為一項(xiàng)常規(guī)工作，使作業(yè)所需設(shè)備在長時間內(nèi)都能保持最佳狀態(tài)，避免因設(shè)備異常而導(dǎo)致人工影響天氣的效果下降。此外，還應(yīng)該為作業(yè)設(shè)備和裝備庫房購買相應(yīng)的保險。最后，做好后勤保障，配備準(zhǔn)確的資金預(yù)算和充足的彈藥，隨時為人工影響天氣工作提供足夠的材料。

3.1.2 明確時間范圍

首先，作業(yè)人員應(yīng)充分了解當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)和氣候狀況，及時總結(jié)過去的工作經(jīng)驗(yàn)，并科學(xué)選擇人工干預(yù)天氣的工作時機(jī)。其次，確定作物的需水量，通過與當(dāng)?shù)亟涤陻?shù)據(jù)進(jìn)行對比，確定旱澇災(zāi)情。最后，還要界定作業(yè)范圍，使用火箭、高射炮增雨防雹的作業(yè)區(qū)域應(yīng)該選離村鎮(zhèn)較遠(yuǎn)的地區(qū)，并且要明確作業(yè)方位角和仰角。作業(yè)人員在規(guī)范的區(qū)域內(nèi)開展作業(yè)，最大限度地降低作業(yè)對周圍居民造成的不利影響。

3.2 增加經(jīng)費(fèi)投入

首先，相關(guān)部門要增加人工影響天氣工作的財(cái)政投入，并將此項(xiàng)工作加入財(cái)務(wù)預(yù)算中。同時，要根據(jù)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況，制定年度人工影響天氣行動方案，逐步加大經(jīng)費(fèi)投入力度。其次，要逐漸增加投資途徑，盡量吸納社會資本，建立水利、農(nóng)業(yè)、煙草等受益產(chǎn)業(yè)的投資體系，確保有足夠的經(jīng)費(fèi)來制定最佳的作業(yè)計(jì)劃，同時要適時升級和改進(jìn)作業(yè)地點(diǎn)的基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備。最后，加強(qiáng)對政府投入資金的管理，準(zhǔn)確登記每一筆資金的去向，避免出現(xiàn)私自挪用資金、浪費(fèi)資金等問題，提高資金使用效益。

3.3 優(yōu)化資源配置

當(dāng)前，在我國農(nóng)業(yè)氣象防災(zāi)減災(zāi)工作中，需要通過深入調(diào)研，優(yōu)化資源要素配置，才能更好地應(yīng)用人工影響天氣技術(shù)。應(yīng)對農(nóng)產(chǎn)品流通數(shù)據(jù)、當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)規(guī)模數(shù)據(jù)、農(nóng)作物品種數(shù)據(jù)等進(jìn)行調(diào)研，再根據(jù)資源基準(zhǔn)配置情況以及氣象變化，分析區(qū)域內(nèi)實(shí)施人工影響天氣資源的調(diào)配需求[5]。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)技術(shù)研發(fā)、材料配置、人工影響天氣技術(shù)的使用類型和頻次等，對人工增雨、增雪、防雹、防霜等相關(guān)物資進(jìn)行合理配置。

3.4 加強(qiáng)人員培訓(xùn)

首先，操作人員應(yīng)精通自動機(jī)械的操作方法，持續(xù)研究各種先進(jìn)裝備的運(yùn)用技巧，在獲得空域的許可后，在指定時間內(nèi)以最快的速度利用自動化裝置來完成工作。其次，加強(qiáng)對氣象局人員的培訓(xùn)，增強(qiáng)培訓(xùn)內(nèi)容的針對性，在培訓(xùn)結(jié)束后再進(jìn)行評估，考核合格的操作人員才可參加相應(yīng)階段的工作。再次，邀請業(yè)內(nèi)杰出人才作為培訓(xùn)教師，講解當(dāng)前最新的人工影響天氣技術(shù)，同時要求有關(guān)從業(yè)人員參加培訓(xùn)，以便及時地了解和掌握有關(guān)前沿科技，優(yōu)化工作方法，提高工作能力，以滿足日益多變的農(nóng)業(yè)氣象防災(zāi)減災(zāi)需要。最后，培訓(xùn)內(nèi)容應(yīng)包括理論和實(shí)際兩個方面，參加培訓(xùn)的工作人員在掌握技術(shù)之后，還應(yīng)提升一定的應(yīng)變和創(chuàng)新能力，找到工作方法上的不足并完善，從而充分提高人工影響天氣工作質(zhì)量。

3.5 加大宣傳力度

農(nóng)民要增強(qiáng)防災(zāi)意識，才能減少氣象災(zāi)害對農(nóng)作物的危害。為提高農(nóng)民對氣象災(zāi)害的認(rèn)識，相關(guān)部門應(yīng)組建一支專業(yè)的宣傳教育團(tuán)隊(duì)，在鄉(xiāng)村定期舉辦有關(guān)氣象災(zāi)害的科普活動，并向農(nóng)民發(fā)放宣傳資料，幫助他們理解極端氣候給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來的嚴(yán)重傷害，并了解使用人為手段來預(yù)先防范和減少災(zāi)害損失的方法。此外，要注重利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，結(jié)合新媒體平臺，通過制作短視頻、發(fā)表文章等，幫助農(nóng)民更好地理解和掌握一些簡單的農(nóng)業(yè)氣象防災(zāi)減災(zāi)知識，同時將其運(yùn)用于農(nóng)業(yè)災(zāi)害的預(yù)防工作中，盡量減少氣象災(zāi)害給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來的負(fù)面沖擊，降低經(jīng)濟(jì)損失[6]。

4 結(jié)束語

氣象是影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵性因素之一，借助人工影響天氣技術(shù)開展防災(zāi)減災(zāi)工作對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量和穩(wěn)定性的提升大有裨益，有利于推動農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展。在生產(chǎn)實(shí)踐中，人工影響天氣在農(nóng)業(yè)氣象防災(zāi)減災(zāi)中的具體應(yīng)用包括云種播種、霜凍防護(hù)、人工降雨/降雪、人工防雹、人工消霧等。為充分發(fā)揮人工影響天氣的價值，有關(guān)部門可以從落實(shí)準(zhǔn)備工作、增加經(jīng)費(fèi)投入、優(yōu)化資源配置、加強(qiáng)人員培訓(xùn)、加大宣傳力度等方面入手，切實(shí)提升防災(zāi)減災(zāi)工作成效，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)健康發(fā)展保駕護(hù)航。

參考文獻(xiàn)

[1] 吳潔.人工影響天氣在氣象防災(zāi)減災(zāi)中的作用及優(yōu)化建議[J].農(nóng)家參謀，2020（15）：118.

[2] 章藍(lán)文，黃朝善，邱王澤禾，等.人工影響天氣在臺州市農(nóng)業(yè)氣象防災(zāi)減災(zāi)中的作用及對策分析[J].農(nóng)業(yè)災(zāi)害研究， 2024，14（2）：298-300.

[3] 畢敬.人工影響天氣在農(nóng)業(yè)氣象防災(zāi)減災(zāi)中的作用及對策探究[J].棉花科學(xué)，2023，45（1）：36-38.

[4] 劉小杰.人工影響天氣在農(nóng)業(yè)氣象防災(zāi)減災(zāi)中的作用及對策探討[J].農(nóng)業(yè)開發(fā)與裝備，2022（10）：131-132.

[5] 尹蕭羽.人工影響天氣在農(nóng)業(yè)氣象防災(zāi)減災(zāi)中的作用及對策分析[J].農(nóng)業(yè)災(zāi)害研究，2022，12（6）：134-136.

[6] 劉家祥，馬思睿.人工影響天氣在農(nóng)業(yè)氣象防災(zāi)減災(zāi)中的作用及對策分析[J].農(nóng)業(yè)災(zāi)害研究，2021，11（11）：79-80.

收稿日期：2024-09-12

作者簡介：徐中昌（1992—），男，安徽壽縣人，助理工程師，研究方向?yàn)闅庀蠓罏?zāi)減災(zāi)。