人工影響天氣在農業氣象防災減災中的措施分析

摘 要：農業氣象在現代農業生產中具有重要影響，直接關系到農作物的生長、發育和產量。人工影響天氣作為一種氣象調控手段，在農業氣象防災減災中發揮著日益重要的作用。基于此，概述了人工影響天氣的相關內容，分析了人工影響天氣在農業氣象防災減災中的具體應用，提出了人工影響天氣在農業氣象防災減災中的應用措施，以促進農業生產的健康發展。

關鍵詞：人工影響天氣；農業氣象；防災減災；人工防雹；人工清霧

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

氣候變化導致不穩定天氣和極端氣候事件頻繁發生，給農業生產帶來了巨大的挑戰。干旱、洪水、冰雹等自然災害頻繁出現，直接影響了作物的產量和質量，進而威脅到糧食安全和農民生計。因此，探究有效的氣象防災減災措施顯得尤為重要。人工影響天氣作為一種新興的氣象調控手段，能在一定程度上干預不利天氣，減輕其對農業生產的負面影響。深入研究人工影響天氣在農業生產氣象防災減災中的應用措施，能助力農業生產，同時能為相關政策的制定和實施提供理論支持。

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害，合理利用氣候資源，在適當條件下通過科技手段對局部大氣的物理過程進行人工影響，實現增雨（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云層的形成和降水過程，進而影響天氣現象。我國最早的現代人工影響天氣實驗開展于20世紀50年代，主要是基于對云物理學的研究，尤其是對云的形成和降水機制的深入分析。進入21世紀，人工影響天氣技術獲得進一步的完善和發展。現代氣象學的進步，尤其是數值天氣預報和氣象衛星技術的應用，為人工影響天氣提供了更加準確的氣象數據支持。氣象部門使用這些技術，能更好地預測天氣條件，從而選擇合適的時間和地點進行干預。例如，通過分析氣象數據，研究人員能判斷云層的結構和移動趨勢，從而采取有針對性的措施，以實現預期的氣象

效果[1]。

隨著研究的深入發展和技術的不斷進步，人工影響天氣將在農業氣象防災減災中發揮更加積極的作用，幫助農民應對氣候變化帶來的挑戰，增強農業生產的穩定性和安全性，從而保障糧食安全。然而，人工影響天氣的應用也存在一些不足，其帶來的環境影響和倫理問題也引發了諸多討論。

2 人工影響天氣在農業氣象防災減災中的具體應用

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，從而形成降雨或調節降雨時間。這一技術對農業氣象災害的防治具有重要意義，可以合理調節降雨量和降雨時間，減少極端天氣引發的洪澇災害。云種播種技術主要是借助地面發射裝置或飛機，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。該技術的核心是準確鑒別適宜播種的云團，這離不開先進的氣象觀測裝備和準確的氣象預測模型。

云種播種技術在調控降雨和減少洪災風險方面具備一定的潛能，但當前該技術的實際運用受諸多因素的影響，如云體物理特征、大氣狀況及區位等，該技術對環境的潛在危害也有待深入研究與評價。因此，云種播種作為一項重要的農業氣象災害防治技術，其應用必須建立在準確的氣象預報、嚴格的作業規范以及對環境的綜合評價的基礎上。

2.2 霜凍防護

霜凍防護包含多種措施。人工增溫是防止霜凍的常用措施，該技術是利用加熱裝置，如熱風爐、地面加熱器或小型加熱塔，來提高農作物周圍的氣溫。例如，可以在果園內布設多臺熱風機，一旦發現有霜，立即開啟熱風機，提高環境氣溫，降低霜害。同時利用大風扇破壞冷熱氣流的分層結構，加速氣流混合，進而提高地表溫度，尤其適用于地勢較低的地區[2]。通過改善空氣流動性，可有效減少冷空氣在農作物表面積累，進而降低霜害發生的風險。

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，持續向作物澆水，水分在作物表層凝結成冰時會散發出大量的熱能，使作物表層的溫度始終維持在0 ℃以上，從而起到預防霜凍的作用。該技術特別適用于短期霜降預報，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，使農作物表面升溫。在霜害警報期間應用覆蓋技術，等溫度上升后及時去除，以免高溫對農作物造成傷害。

煙霧覆蓋方法也是霜凍防護措施之一，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。在預計有霜的夜晚，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，以加速或增強降雨/降雪的技術。碘化銀、干冰或液氮等物質起到凝結核的作用，推動云層中的水珠和冰晶在其周圍堆積/生長，當其體積足夠大時，就會以雨或雪的形式落向地面。地面發射和航空播種是當前人工降雨/降雪最主要的兩種方式。地面發射方式的原理是借助火箭或特殊發射裝置將云種送入云層，航空播種的原理是利用飛機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/降雪效應的主要因素。在適宜的情況下，人工降雨/降雪可使當地降水增加20%～30%，但其增雨強度與云的初始形態及周邊空氣的水分狀況密切相關。

人工降雨/降雪對抗旱減災具有重要意義，但面臨著運行成本高、環境污染嚴重、技術效果不確定等問題。因此，考慮開展人工降雨/降雪工作時，要全面評估目標地區的天氣狀況、用水需求以及潛在風險等。在氣象學與新科技持續發展的背景下，人工降雨/降雪技術的有效性和可靠性將進一步增強，從而提高旱災區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，這種氣象災害出現時常伴隨大風、雷雨等天氣現象，容易損傷處于生育階段的農作物的葉片、穗子、莖稈等，造成農作物大量減產，給農民帶來巨大的經濟損失。利用人工影響天氣技術可以降低雹災的發生率，利用相關預報函數也可以有效防治雹災，從而最大限度地降低雹災帶來的損失。當云內有水珠或冰晶體存在時，其容易在云中融合、凝結，并在強上升氣流的推動下向水汽含量更高的云中輸送，為雹災的發生提供有利的條件[3]。因此，借助飛機播撒催化劑或發射炮彈，破壞云層中的小冰晶，阻礙冰雹凝結進程，能有效控制雹災。

在現代科技飛速發展的背景下，人工防雹技術獲得了顯著進展，主要體現在以下2個方面：第一，從傳統的高炮發射發展到高射炮和火箭作業等，顯著提高工作效率和精度。第二，新型冰雹預報系統應運而生，該系統基于氣象條件，利用雷達等高科技儀器對云的形態進行觀察，并聯合多種數據進行精確判定，實現對雹災的早期預報。

2.5 人工消霧

霧是一種由小液滴或冰晶體構成的懸浮于近地層中的氣溶膠，會導致能見度下降，給工農業生產、交通等帶來危害。在以人工影響天氣為基礎的農業氣象防災減災措施中，人工消霧是一項重要的技術措施，其目的在于降低因大霧而導致的低能見度情況，減輕對農業生產的不利影響。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，從而達到消散霧氣和改善能見度的目的，常用的手段有使用化學藥劑、促進氣流流動、利用電磁波等，來改善霧的發生和發展。

化學消霧是將一些特殊的化學物質（干冰、鹽粒等）噴射到大霧中，使其發揮冷凝核芯的作用，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，達到消霧的目的。熱空氣吹散是利用熱風槍等加熱設備，將高溫氣體注入霧區，提高氣溫，促使噴霧液滴汽化，達到消霧的目的。電磁波消霧法是利用電磁波，特別是微波，加熱霧滴體以促進液滴蒸發，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，但在使用過程中應兼顧運行安全與費用問題。

從實際應用成效看，在農業氣象防災減災中，運用人工消霧技術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農機作業事故。在實際生產中，由于化學消霧操作簡單、成本低廉，在小型農田和設施農業中得到了廣泛應用。但由于化學藥劑對農作物及環境會產生的潛在危害，應選用環境友好、對農作物無害的消霧材料[4]。

3 人工影響天氣在農業氣象防災減災中的應用措施

3.1 落實準備工作

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前，

需要發出通告，使有關部門清楚作業的具體時間和內容，從而減少或避免因人為因素而導致的安全意外。其次，要對參與作業的員工進行評估，確保其在上崗前掌握熟練的操作技術。有關部門也要給作業員工購買安全保險，保障他們的生命安全。再次，將定期檢修維護設備作為一項常規工作，使作業所需設備在長時間內都能保持最佳狀態，避免因設備異常而導致人工影響天氣的效果下降。此外，還應該為作業設備和裝備庫房購買相應的保險。最后，做好后勤保障，配備準確的資金預算和充足的彈藥，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，作業人員應充分了解當地的農業生產和氣候狀況，及時總結過去的工作經驗，并科學選擇人工干預天氣的工作時機。其次，確定作物的需水量，通過與當地降雨數據進行對比，確定旱澇災情。最后，還要界定作業范圍，使用火箭、高射炮增雨防雹的作業區域應該選離村鎮較遠的地區，并且要明確作業方位角和仰角。作業人員在規范的區域內開展作業，最大限度地降低作業對周圍居民造成的不利影響。

3.2 增加經費投入

首先，相關部門要增加人工影響天氣工作的財政投入，并將此項工作加入財務預算中。同時，要根據地方經濟發展情況，制定年度人工影響天氣行動方案，逐步加大經費投入力度。其次，要逐漸增加投資途徑，盡量吸納社會資本，建立水利、農業、煙草等受益產業的投資體系，確保有足夠的經費來制定最佳的作業計劃，同時要適時升級和改進作業地點的基礎設施設備。最后，加強對政府投入資金的管理，準確登記每一筆資金的去向，避免出現私自挪用資金、浪費資金等問題，提高資金使用效益。

3.3 優化資源配置

當前，在我國農業氣象防災減災工作中，需要通過深入調研，優化資源要素配置，才能更好地應用人工影響天氣技術。應對農產品流通數據、當地農業產業規模數據、農作物品種數據等進行調研，再根據資源基準配置情況以及氣象變化，分析區域內實施人工影響天氣資源的調配需求[5]。在此基礎上，根據技術研發、材料配置、人工影響天氣技術的使用類型和頻次等，對人工增雨、增雪、防雹、防霜等相關物資進行合理配置。

3.4 加強人員培訓

首先，操作人員應精通自動機械的操作方法，持續研究各種先進裝備的運用技巧，在獲得空域的許可后，在指定時間內以最快的速度利用自動化裝置來完成工作。其次，加強對氣象局人員的培訓，增強培訓內容的針對性，在培訓結束后再進行評估，考核合格的操作人員才可參加相應階段的工作。再次，邀請業內杰出人才作為培訓教師，講解當前最新的人工影響天氣技術，同時要求有關從業人員參加培訓，以便及時地了解和掌握有關前沿科技，優化工作方法，提高工作能力，以滿足日益多變的農業氣象防災減災需要。最后，培訓內容應包括理論和實際兩個方面，參加培訓的工作人員在掌握技術之后，還應提升一定的應變和創新能力，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量。

3.5 加大宣傳力度

農民要增強防災意識，才能減少氣象災害對農作物的危害。為提高農民對氣象災害的認識，相關部門應組建一支專業的宣傳教育團隊，在鄉村定期舉辦有關氣象災害的科普活動，并向農民發放宣傳資料，幫助他們理解極端氣候給農業生產帶來的嚴重傷害，并了解使用人為手段來預先防范和減少災害損失的方法。此外，要注重利用互聯網技術，結合新媒體平臺，通過制作短視頻、發表文章等，幫助農民更好地理解和掌握一些簡單的農業氣象防災減災知識，同時將其運用于農業災害的預防工作中，盡量減少氣象災害給農業生產帶來的負面沖擊，降低經濟損失[6]。

4 結束語

氣象是影響農業生產的關鍵性因素之一，借助人工影響天氣技術開展防災減災工作對農業生產質量和穩定性的提升大有裨益，有利于推動農業經濟的健康發展。在生產實踐中，人工影響天氣在農業氣象防災減災中的具體應用包括云種播種、霜凍防護、人工降雨/降雪、人工防雹、人工消霧等。為充分發揮人工影響天氣的價值，有關部門可以從落實準備工作、增加經費投入、優化資源配置、加強人員培訓、加大宣傳力度等方面入手，切實提升防災減災工作成效，為農業生產的可持續健康發展保駕護航。

參考文獻

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

[2] 章藍文，黃朝善，邱王澤禾，等.人工影響天氣在臺州市農業氣象防災減災中的作用及對策分析[J].農業災害研究， 2024，14（2）：298-300.

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

[4] 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.

[5] 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.

[6] 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.

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，研究方向為氣象防災減災。