人工影响天气如何实现?背后竟有这些硬科技!
来源: 科技日报 央视新闻 中国气象报等综合
编辑: 何沛苁
2023-06-28 15:56:16
记者在6月26日至27日举行的全国人工影响天气工作现场会上获悉,目前,我国已形成世界上规模最大、体系最全、效果最好的人工影响天气作业力量,在服务农业生产、支持防灾减灾、助力生态文明建设、保障森林草原防灭火等方面成效显著。什么是人工影响天气?如何实现?背后都有哪些硬科技?请跟着小编一起寻找答案!

什么是人工影响天气?

在张掖国家气候观象台,人工影响天气科普云室吸引了大家的目光。只见操作人员在燃烧室中点燃碘化银,抽取燃烧后的气体注入云室,大屏幕显示,云室中的液态水滴迅速变成冰晶并长大。这就是冷云人工增雨催化原理的形象展示。

中国气象局人工影响天气中心副主任李集明介绍,人工影响天气是指用科学手段对局部大气的物理过程进行人工影响,使天气现象朝着人们预定的方向转化。

“人工影响天气可以增雨,但不能凭空造雨、降雨。”李集明解释,人工影响天气需要借助科技手段监测云和降水形成的天气条件,如云的厚度要大于2000米、水汽充足、云中过冷水含量超过0.01克/千克等,达到一定条件后,通过飞机、火箭、高炮等作业手段,将催化剂准确地送达云中适当部位实施作业。>>详情

实现人工影响天气需要几步?

现代化探测设备帮你选出合适的云

要开展一场人工增雨作业,第一步就是要判断哪朵云是可以干预的作业目标云,而这需要借助现代化的探测设备。现代化的探测设备一般包括天气雷达、云雷达、微波辐射计等地基云降水特种观测设备,探空仪、飞机云物理等空基观测系统,地球静止卫星、极轨卫星等天基观测系统。


风云卫星在轨效果图。图源:中国航天科技集团八院

近年来,随着我国气象探测现代化的不断推进,X波段双偏振雷达、云雷达、相控阵雷达、激光雷达、微波辐射计、风廓线等一批云降水观测仪器在人工影响天气试验示范基地投入运行,并开展云降水探测和监测产品研发,人工影响天气业务应用自动站、雷达、卫星、探空等综合气象观测系统的能力和水平也不断提高。依托风云系列气象卫星、天气雷达和探空资料,研发出精细化的云结构产品;结合云结构产品,依托飞机、云雷达、风廓线和微波辐射计等观测资料研究人工影响天气作业条件监测识别方法等,这些产品帮助我们精准“锁定”哪朵云适合化雨。

催化剂“化云为雨”

“锁定”了合适的云,判断有适合进行人工影响天气的条件,接下来就要进行最关键的一步——“化云为雨”,这就需要用到催化剂了。

“人工影响天气作业中使用的催化剂就像‘卤水点豆腐’中的‘卤水’一样,能让云中的小水滴或者小冰晶通过不断碰并凝聚而迅速长大变重,等长到足够重,云再也托不住它们时,就能化成雨或雪降落到地面。”中国气象局人工影响天气中心首席专家周毓荃说。

我国人工增雨雪使用的催化剂通常分为三类:第一类是可以大量产生凝华核的碘化银等成核剂;第二类是可以使云中的水分形成大量冰晶的干冰、液态二氧化碳、液氮等制冷剂;第三类是可吸附云中水分变成较大水滴的盐粒、尿素等吸湿剂。>>详情

送催化剂上天,撒下雨水的种子

我国目前最常用的两种人工影响天气作业方式:飞机作业和地面作业。其中地面作业包含地面火箭、高炮、烟炉等。


工作人员在威宁县双龙镇人工影响天气作业炮站开展人工增雨防雹作业。图源:人民网

目前,我国主要使用37毫米高炮用于人工影响天气作业。高炮作业时利用火药燃烧时产生的气体能量,将装有催化剂(碘化银)的弹丸发射到有大量积雨云的高空,以爆炸和爆震产生的冲击波把催化剂播撒到云中,使催化剂产生大量人造冰核,从而启动或加速雹云、雨云的云水转化,达到增雨防雹的目的。

我国人工影响天气火箭发射装置包括车载式、牵引式及固定式。作业时,火箭弹从发射架中高速打入3千米至7千米的高空,燃烧引线,点燃火箭弹战斗部中的催化剂,通过燃烧进行催化剂播撒,从而达到增雨防雹的目的。

地面烟炉是固定在山地迎风坡上地势较高处的地基人工增雨设施。通过点燃烟条,燃烧催化剂,使粒子利用迎风坡上升气流进入云中,达到增雨(雪)的目的。


4月3日,河北省衡水市出现明显降水天气,市气象局首次开展无人机增雨作业,与地面火箭增雨相结合,缓解旱情助力春耕春播。图/王霞 文/高春雪 徐建芬

飞机进行人工影响天气作业就要“钻到云里去”。作业前作业人员会根据云的高度、范围、厚度等获取实时的气象与云信息并进行综合分析。利用飞机携带的制冷剂、人工冰核、吸湿剂等催化剂,通过飞机上的专用设备向云中进行播撒,改变云中微物理过程从而影响降水,实现增雨和增雪。>>详情

除了人工增雨,人工影响天气作业还能干什么?

除了生活中最为常见的人工增雨(雪)外,人工影响天气还包括人工防雹、人工消雾、人工消云减雨和人工防霜冻等。>>详情


我国已形成规模化人工影响天气作业力量

1958年,吉林省率先成功实施飞机人工增雨试验,拉开了我国现代人工影响天气事业的序幕。

经过几十年发展,人工影响天气已成为防灾减灾救灾的一项重要措施。党的十八大以来,人工影响天气事业迈入高质量发展的新阶段。

人工影响天气高质量发展离不开科技手段的有力支撑。我国现有56架人工影响天气作业飞机用于耕云播雨,另有1.7万个人工影响天气地面作业站点遍布全国,已形成规模化天—空—地协同的人工影响天气作业力量。


“双尾蝎A”增雨无人机飞往指定作业地点。李根供图

与此同时,我国人工影响天气关键核心技术攻关不断取得新成果,云水资源评估理论、技术方法和云雾降水物理过程研究等不断深化,自主研发的1公里水平分辨率云降水数值预报系统投入业务运行。

“目前,我国人工影响天气作业方式最齐全、最多样,装备和技术水平总体上已处于世界先进水平。”李集明介绍说。>>详情

新闻多一点丨“人工影响天气+” 他们期待这样干

在全国人工影响天气工作现场会上,来自多个部委、企业的与会代表集智聚力,为开辟“人工影响天气+”新赛道提供新思路。

中国南水北调集团有限公司质量安全部副主任于子忠表示,人工影响天气工作已经惠及南水北调工程的水量调度。未来,除了在枯水期、高温干旱等特殊期为水源地增蓄保供水外,人工影响天气工作还可与工程运行安全和沿线供水保障“打好配合”,“期待加强数据信息互联互通,积极推进‘人工影响天气+’融入调水供水安全保障,实现‘1+1>2’,充分发挥南水北调工程综合效益。”

在陕西中天火箭技术股份有限公司总经理李健看来,人工影响天气不仅仅是产业,更是一项事业——通过技术手段将不利于生产生活的天气消除、减轻甚至转化为对经济社会高质量发展的有利因素,发挥防灾减灾、粮食增产、生态环境修复等多重积极作用。李健说,将继续锚定“安全、科学、高效、环保”的要求,研发自动化、智能化的作业装备、设备和配套产品,为我国人工影响天气高质量发展贡献力量。>>详情