辽西地区人工增雨回顾及未来前景展望

摘要 简要回顾辽西地区人工增雨历程，通过分析制约人工增雨的因素，展望了辽西地区人工增雨的前景，将为当地经济繁荣、抗旱减灾、生态环境持续改善发挥越来越大的作用。

关键词 辽西地区;人工增雨;回顾;前景

中图分类号：P481 文献标识码：A 文章编号：2095-3305（2019）05-092-02

DOI： 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2019.05.038

Review and Prospect of Artificial Precipitation Enhancement in Western Liaoning

SUN Bao-li  et al（Fuxin Meteorological Bureau，Fuxin，Liaoning  123099）

Abstract This paper briefly reviewed the process of artificial precipitation enhancement in Western Liaoning. By analyzing the factors restricting artificial precipitation enhancement，the prospect of artificial precipitation enhancement in Western Liaoning was forecasted，which will play an increasingly important role in local economic prosperity，drought and disaster reduction，and sustainable improvement of ecological environment.

Key words   Western Liaoning;Artificial precipitation enhancement;Review;Prospect

辽西地区位于辽宁省西部，包括阜新、朝阳、锦州、葫芦岛4个地级城市，地处40°20′～42°20′ N，118°50′～122°58′ E[1]，陆地总面积50 030 km2，属北温带大陆性季风气候，气候呈现四季分明、雨热同季、日照充足、昼夜温差大、多风沙天气等特点。辽西地区以农业生产为主，受季风进退异常和明显的年变化及其他物理因素影响，辽西地区经常发生旱灾[2]，尤以春旱最为严重，常常导致春播不能正常进行。水资源不足严重影响着该地区农业发展，干旱常常导致农业遭受较大经济损失。科学研究和试验表明，人工增雨是缓解水资源不足的有效途径之一[3]。多年来，辽西地区通过开展人工增雨，增加水资源，缓解旱情，有效助力了当地的农业生产和防灾减灾工作。

1 人工增雨原理

人工影响天气是利用云和降水微物理变化原理，通过向云中撒播催化剂（AgI、干冰等）的方法，促使局地天气变化过程朝着有利于人类愿望的方向转化的一项科学技术措施。人工增雨是人工影响天气活动的内容之一，是基于对自然云降水形成过程的深入认识，利用自然云微物理不稳定性，通过一定的技术方法改变云的微结构，从而改变云降水过程，达到增加降水的目的。

人工增雨手段主要有：飞机增雨（稳定性云层）、火箭增雨（地面发射火箭，各种降水云层）、地面碘化银发生器增雨（各种降水云层）、小型无人飞机增雨（目前还处于研发试验阶段）等。人工增雨主要用途包括：抗旱减灾、水库蓄水、提升地下水位、森林防（灭）火和生态环境改善等。

需要说明的是，人工增雨科学原理是基于云形成原理建立的，而云的微物理变化错综复杂，不仅受空中温度、气压、湿度、风等要素影响，同时还与地形地貌、其他天气系统密切相关。因此人工增雨的外场作业与理论研究、科学试验之间还有较大差距，目前尚未成熟，仍处于边作业、边研究、边认知、边提高阶段。

2 辽西地区人工增雨历程回顾

辽西地区人工增雨主要有飞机增雨、火箭增雨、地面碘化银发生器增雨等方式，个别地区还尝试使用释放小型氢气球携带催化剂进行增雨作业，早年还使用过“三七”高炮增雨。辽西地区人工增雨主要用于抗旱减灾、水库蓄水、提升地下水位、森林防（灭）火和生态环境改善等。

辽西地区人工增雨自20世紀60年代末开始，从无到有，从小到大，从弱到强，从单一到多元，至今已有50多年历史。归纳起来先后经历了4个阶段，即：初始试验阶段（1968—1989年）、重点发展阶段（1990—1999年）、依法防灾减灾阶段（2000—2012年）、科学发展阶段（2013年至今）。以阜新市为例，20世纪60年代末，气象人员开始用自制土炮、土火箭进行人工增雨试验，20世纪70年代引进军转民“三七”高炮开展增雨，处于初始试验阶段;90年代，先后租用飞机和购置火箭发射装置实施人工增雨，进入重点发展阶段;自2000年起，国务院、中国气象局和辽宁省政府先后出台并实施了《中华人民共和国气象法》、《人工影响天气管理条例》、《人工影响天气安全管理规定》、《辽宁省人工影响天气工作实施办法（试行）》、《辽宁省人工影响天气管理办法》等法规和规章，推动人工增雨进入防灾减灾阶段;2013年至今，先后建成阜新人工影响天气基地和作业指挥中心，尤其是随着东北人工影响天气工程建设项目启动，更新和改善了增雨作业的软硬件条件，围绕提升作业技术含量的各种业务平台、业务培训陆续建立和开展，从上至下兴起了人工影响天气科研攻关热潮，使人工增雨逐渐由过去的粗放式向科学化转变，推动人工增雨工作进入了科学发展阶段。

尽管如此，由于影响大气变化的因素诸多，天气系统呈现错综复杂的无序变化状态，人类的科学探索能力还远不能详尽掌握和认知这种变化，人工增雨仍处于边作业、边试验、边研究、边提高阶段，增雨潜力的挖掘和效能提升远远没有达到要求，还有不少亟待解决的技术问题，如作业催化剂用量、作业效果评估等。

3 制约人工增雨的因素

大量理论研究和科学试验结果证明，实施人工催化干预云微物理过程，显著增加降水的方法毋庸置疑，可为人类带来巨大的经济效益和生态效益。然而，以往的外场增雨作业往往会受到一些客观因素影响和条件限制，实际增雨作业效果相比理论、试验结果往往有一定差距，有时差距甚至还很大，影响因素主要是对作业时机、催化部位、作业剂量的准确判断和实操把握。

3.1 作业时机非最佳

3.1.1 技术层面原因 我国对云微物理过程在人工增雨中应用的研究和分析开展时间较晚，云微物理参量增雨催化作业指标和相应业务指导产品的精准度不高，作业技术方法相对落后，加上作业设备品种单一，且简单、滞后，往往作业多为粗放式进行，导致作業时机、作业部位、作业剂量的确定和掌握受到一定影响。

3.1.2 作业空域批复难度加大 近年来，随着国防、军队建设需求的不断加强，尤其是军队改革的逐渐深化，空军训练已经转变为各种天气下全天候训练、演习，飞行活动增多;其次是国家建设全方位展开，民航飞行线路越来越密集，民航班次越来越多，海监、物探、航拍、航运等通用商务飞行活动大量增加。这些都增加了空域批复的难度和批复时间的不确定性，导致增雨飞机不能按照事先制定的方案准时起飞、作业，地面火箭无法按预定时间发射，往往错过增雨作业的最佳时机。

3.2 作业部位不精准

（1）技术不成熟、方法不得当，对到达最佳云区有效部位开展增雨催化作业具有较大影响，降低增雨效率。

（2）作业装备也是影响作业部位精准的重要原因。以冷云增雨为例，最新科学研究和试验表明，过冷水最多、催化剂冰核成核率最高的云区是人工增雨催化作业效果最佳部位，综合两者对温度要求条件，-10℃左右云中最适合开展增雨作业。然而，目前我国绝大部分地区飞机增雨采用的均为小型飞机（如运-12系列），受升限、除冰设备、机舱供氧和供暖功能等条件影响，这些飞机增雨作业飞行高度、速度、稳定性都受到不同程度的限制，特别是遇到大风或对流等恶劣天气时，飞机难以按照事先设计的路线飞行到达指定的高度进行催化作业。同样，地面增雨火箭发射升空后，受火箭弹飞行设计高度限制和高空风影响，时常出现火箭无法到达指定高度云区播撒催化的情况，而影响增雨效果。

（3）受作业点周围环境安全条件限制，火箭增雨作业必须按照事先经勘查选取、符合安全射界要求的有限的一个或几个方向发射火箭弹，很难做到周围360°内任意方向进行发射，导致增雨作业达不到预期效果。

3.3 作业剂量存在出入

作业剂量选择对人工增雨来说至关重要。用量少，增雨达不到最佳效果;相反，如果催化剂量过多，不但不能增加雨量，甚至可能起到相反的抑制降水的作用。主要表现在：

（1）受弹药生产设备、技术工艺、生产条件和操作人员的技术能力、责任心等因素影响，弹药催化剂的剂量、配比等都可能与设定的指标存在差异而影响作业催化效果。

（2）由于目前还没有催化剂用量的科学计算、使用的统一标准，往往受增雨作业（指挥）人员的业务能力、责任心影响，导致作业剂量的估算存在出入，达不到预期的增雨实效。

3.4 作业安全风险增加

随着实现小康社会进入倒计时，国家针对农业、农村、农民扶贫、脱贫的攻坚战已经进入最后实施、冲刺阶段，扶贫、脱贫方式也由“输血”转变为“造血”，使得农村城镇化和工业化进程加快，大量生产、建设扶持项目落户到广大农村，各种企业厂房、电力和基础设施、医疗、学校、民宅小区等新建筑物或构筑物群体陆续出现在农村各个角落，导致地面火箭增雨作业点选取的空间越来越小、难度越来越大。在已使用的作业点安全发射范围内不久就可能有新的建筑物出现，增加了作业的安全隐患，降低了作业的安全性。

4 辽西地区人工增雨前景展望

4.1 国家政策支持

2012年，第3次全国人工影响天气工作会议后，按国务院44号文件要求，为加强国家级人工影响天气业务科研服务能力建设，带领全国实现人工影响天气现代化，组建了国家级人工影响天气中心，挂靠在中国气象科学研究院。同年筹建东北区域人工影响天气中心，实现区域内辽宁、吉林、黑龙江、内蒙古4省间人工影响天气工作协调发展，这是我国首个区域人工影响天气中心。东北区域人工影响天气工程建设项目包括：飞机作业能力建设、飞机保障中心建设、作业指挥系统建设、地面作业能力建设、观测系统建设、效果检验示范区建设、新装备考核系统建设7个项目。东北区域人工影响天气工程项目建设，是中央和地方人工影响天气事业协调发展的新实践，为区域人工影响天气能力建设提供了成功示范，实现了人才资源统筹安排、集约利用。

4.2 现代化科技支撑

在东北区域人工影响天气工程建设和国家人工影响天气三年行动计划总体任务全面实施过程中，通过大量的科技研发和外场试验，取得多项国家级科研成果，开发出云微物理变化、增雨作业条件指标等方面的关键技术成果以及数据收集存储、数据加工处理、数据传输、数据共享发布等多个业务系统;研发建立了一体化人工影响天气作业指挥业务平台;推出了云模拟预报等4项技术任务、含碘化银催化剂动态检测等7项行业标准和飞机作业过程分析要求等7项业务规范;制定了包括作业计划制定、作业预案制定、作业方案设计、作业跟踪指挥、作业实施、作业效果评估等多项实时业务任务;设计出现代人工影响天气“五段式”业务工作方式，使人工影响天气业务实现“横向倒边”、“纵向到底”;提出了人工影响天气作业要达到“适当时机、适当部位、适当剂量”的“三适当”业务目标。通过举办国家级、省级、市县级业务培训，使广大人工影响天气管理、指挥、作业人员掌握新技术成果，并在实时人工影响天气作业中转化应用。

4.3 作业装备优化更新

通过东北区域人工影响天气工程建设，使得人工增雨作业装备得到了较大改观。一是为了提升包括辽西在内的全省人工增雨作业能力，更新采用负载大、升限高、续航时间长、抗结冰能力强、具有国际先进水平的“新舟-60”大中型飞机，停靠在桃仙机场;二是为了辽西地区安全、有效实施飞机增雨作业提供通信保障，在辽西地区建成了阜新、朝阳2个具有一定规模的飞机增雨作业保障基地，并增设、开通了北斗卫星导航系统，实现飞机增雨作业空地间实时通信;三是为实时获取辽西地区云微物理数据资料并开展科学研究，建设阜新人工影响天气地基垂直观测系统;四是为提升辽西地区人工增雨作业指挥、效果评估能力，建设葫芦岛多普勒雷达观测系统;五是为提升地面增雨作业的安全性和有效性，在辽西地区建设了20多个地面火箭增雨标准化作业站和布局合理的人工影响天气观测与试验系统。作业装备的优化更新，使人工影响天气“五段式”业务工作模式和“三适当”工作目标在辽西地区得以顺利实施和应用，不断提升辽西地区人工增雨作业能力，必将有力推动辽西地区人工增雨工作迈上新台阶，在当地国民经济建设中发挥越来越重要的作用。

随着我国航空航天技术不断发展，人工增雨无人机技术已趋成熟。2017年底国内首次无人机人工增雨试验获得成功，标志着无人机技术有望更广泛地运用于人工影响天气工作中，采用无人机开展增雨作业指日可待。相比过去的对空射击、有人机等手段，无人机增雨具有飞行升限高、续航时间长、应对复杂天气能力强等优点，不仅可以解决上述存在的人工增雨技术、装备、安全等问题，提高增雨效率，同时还能有效降低人工增雨成本。展望未来，辽西人工增雨事业发展潜力巨大、大有可为，必将为当地经济繁荣、抗旱减灾、生态环境持续改善发挥越来越大的作用。

参考文献

[1] 曾光，田向华.辽西地区植被恢复及现有林经营问题与对策[J].防护林科技，2013，112（1）：52-54.

[2] 张淑杰，张玉书，李广霞，等.辽宁省旱灾的分布特征及其成因分析[J].中国农学通报，2013，29（5）：199-203.

[3] 孙池涛，孙景生，张俊鹏，等.泊头市近50年降水量及雨日变化分析[J].中国农学通报，2013，29（11）：188-192.

责任编辑：李杨

作者简介 孙宝利（1962-），男，辽宁凌源人，高级工程师，从事人工影响天气工作。

收稿日期 2019-07-25

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