[科普中国]-人工影响天气专项服务

简介

人工影响天气是指为避免或者减轻气象灾害，合理利用气候资源，在适当条件下通过科技手段对局部大气的物理、化学过程进行人工影响，实现增雨雪、防雹、消雨、消雾、防霜等目的的活动。近年来，随着经济社会的发展，人工影响天气服务能力、水平不断提高，服务领域不断扩展，由单纯的农业抗早拓展到农业防灾减灾、增加水厍蓄水、改善生态环境、森林草原防火扑火、应对污染等突发事件以及保障重大社会活动的人工消雨作业试验和机场消雰试验等领域，建立了应对污染、森林火灾等突发事件的人工影响天气应急作业机制。2008年北京奥运会和残奥会期间，气象部门在奥运史上首次成功实施人工消减雨作业，保障了开(闭)幕式顺利进行，取得显著的经济社会和生态效益，得到了广大人民群众和各级政府的高度赞誉。1

人工影响天气内容(1)人工增雨(雪)

人工增雨是根据不同云层的物理特性，选择合适的时机，用飞机、高炮和火箭弹向云中播撤干冰、碘化银、盐粉等催化剂，促使云层降水或增加降水量。

人工增雨使用的催化剂分为三类第一类是可以产生大量凝结核或凝华核的盐粒或碘化银等成核剂第二类是可以使云中水分形成大量冰晶的干冰、液氮等致冷剂第三类是可以吸附云中水分变成较大水滴的盐粒等吸湿剂。碘化银、干冰、液氮等适用于温度低于0℃冷云的催化剂，而盐类等适用于温度高于0℃暖云的催化剂。

人工增雨常分为暖云催化增雨和冷云催化增雨。目前，我国主要是对冷云实施人工增雨。人工增雪与人工增雨类似。

(2)人工防雹

人工防雹是采用人为的办法对一个地区上空可能产生冰雹的云层施加影响，使云中的冰雹胚胎不能发展成冰雹，或者使小冰粒在变成大冰雹之前就降落到地面。

人工防雹的原理是设法减少或切断给小雹胚的水分供应，一般需要向云中播撒足够量的催化剂，以产生大量冰晶，迅速形成更多的水滴或冰粒，造成同雹胚竞争水分的优势，从而抑制雹块的增长。

人工防雹的方法与人工增雨类似，但催化剂量有明显差异。用高炮或火箭将装有碘化银的弾头发射到冰雹云的适当部位，以喷焰或爆炸的方式播撒碘化银，或用飞机在云层下部播撒碘化银焰剂。

(3)人工消雾

人工消雰是指用人工播撒催化剂、人工扰动空气混合或在赛区加热等方法，使君消散。人工消零分为人工消暖雰(雾区温度高于0℃)和人工消过冷雾(雾区气温低于0℃，雾滴为过冷却水滴等)。

人工消冷算是向雾中播撒适当物质使之产生大量冰晶，冰晶与水汽和水滴共存时，由于冰面饱和水汽压小于水面饱和水汽压，雾中的水汽便会速凝华到冰晶上，冰晶的增长抑制了水滴的增长，并促使水滴不断蒸发，数量减少，从而达到减少和清除大气中雾滴的效果。可产生冰晶的物质有致冷剂(液氮、丙烷和干冰等)，人工冰核(碘化银等)和通过膨胀降温产生冰晶的压缩空气。目前，人工消冷雰技术较为成熟，已能实际应用。

人工消暖雾的技术尚处于试验研究之中，目前消暖雰试验方法有加热法、吸湿法和人工扰动混合法。加热法是对如机场跑道等小范围区域赛区，大量燃烧汽油等燃料，加热空气使雾滴蒸发而消失。吸湿法是播撤盐、尿素等吸湿质粒作催化剂，产生大量凝结核，水汽在凝结核上凝结长成大水滴，雾滴会蒸发并在大水滴上凝结，使君消失。人工扰动混合法是用直升机在赛区顶部搅拌空气，把雾顶以上干燥空气驱动下来与雾中空气混合，雾便消失。

(4)人工消云

人工消云是用人工的方法使局部区域的云层消散的措施，是人工影响天气的试验项目之一。通常用飞机在过冷云中播撒碘化银或固体二氧化碳(即播云催化剂)，促使云中产生大量冰晶，通过伯杰龙过程(可参见云和降水微物理学)，使云中水滴蒸发和冰晶增长，当冰晶长成降水粒子后，下降离开云体，云层随即消散。

人工消云开展较少，由于低云对航空等活动有严重影响，一些国家进行了一系列的消云试验，在一定条件下可消除局地的过冷层云(包括温度低于0℃的层云、层积云和高层云)。如用播撒固体二氧化碳的方法消散过冷的层云，维持时间因云的自然演变趋势、云的厚度和含水量等因素不同而异，一般时间较短，在1.5～3小时，效果不明显。另外，人们还进行过用人工诱发下沉气流以消除对流云的试验，如在短时同内对淡积云和浓积云顶部播撤大量颗粒状物质(如盐粒、水滴、沙子等)，偶尔也观察到积云随后消散，但作用原理和效果仍不明确。

(5）人工防霜冻

人工防霜是人工提高近地面层空气和土壤表面的温度，使农作物免受霜冻危害的措施。霜冻指在农作物生育期内，因土壤和作物表面的温度降低到某一定程度(一般低于0℃)，使农作物受害或死亡的现象，是农业的主要灾害之一。

人们为减弱辐射冷却或增加热址，以达到避免和减少霜冻的目的，采取了很多技术措施，目前主要有烟雾法、风机法、结冰法和加热法等，此外还有覆盖、灌水或用泡沫剂发泡包覆植物的叶面等方法。1

人工影响天气服务产品目前，人工影响天气服务产品主要包括人工影响天气决策服务产品、作业条件预报指导产品、技术方法产品以及其他特殊需求的作业指导和信息服务产品，均是内部发布，包含文字、图形、表格、数据文件、软件等多种形式。

(1)人工影响天气决策服务产品

人工影响天气决策服务产品包括定期(旬、月、)向各级政府报告的人工影响天气作业情况、人影作业效果评估以及效益分析报告等。

（2）人工影响天气作业条件预报指导产品

主要包括人影作业天气潜势的模式预报产品、人影作业区域的模式预报产品、人影作业区域的卫星遥感监测预测产品及人影作业区域的雷达遥感监测和预测产品。如人影作业天气形势的模式预报产品包括作业云微物理量分布和条件(云水含量、冰晶含量、总水凝物含量、云顶温度等)模式预报，冰面过饱和区域，数值模拟增雨潜力区，云水资源评估等。

(3)人工影响天气技术方法产品

包括人影作业条件监测和识别技术方法指导产品、催化技术方法产品和探测技术方法产品。1