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巧捕天机催甘霖——揭秘地面人工增

发布时间:2019-06-24 21:18 来源:未知 编辑:admin

  除了人们熟知的用飞机播撒碘化银的人工增雨作业方法之外,地面人工影响天气(简称人影)作业恐怕是历史最久远的作业手段了。

  在古代,每逢久旱不雨,古人便会祈天求雨,期待神灵相助,古籍中多有记载古人请壮汉擂鼓、敲锣祈求降雨的故事。

  到了清代,《广阳杂记》载有:“夏五、六月间,常有暴风起,黄云自山来,必有冰雹,土人见黄云起,则鸣金鼓,以枪炮向之施放,即散去。”这是我国历史上第一次清楚地记载用土炮轰击雹云,以减轻冰雹对农作物的影响。

  我国最早的人影试验要回溯至20世纪50年代初的山西消雹。当时人们利用土枪土炮击打云体,使雹云四散,消雹降雨。后来,这一方法在全国很多地方盛行。

  如今,随着科技发展,地面人影作业越来越科学,与飞机作业一起,形成了科学化、规范化的人影业务体系。

  那么,究竟地面人影作业是如何开展的呢?让我们走进青海省三江源地区地面人影作业现场,一探究竟。

  当前,人影作业主要分为高炮、火箭和地面烟炉等三种方式,通过搭配不同“风味”的催化剂,在特定的天气条件下,使“化云为雨”成为可能。

  一般来说,可以实现人工增雨的云团,厚度应该超过两千米,缺乏冰晶却拥有丰富的水汽,且云体外面仍然有充足的水汽通过辐合抬升源源不断补充进来。这种具备增雨潜力的云,是开展人工增雨作业的必备条件之一。

  高炮作为最常用的催化剂地面播撒工具之一,在人影作业中发挥着巨大的作用。高炮增雨的主要目的是通过提高云的降雨效率,增加降水量,其物理依据是静力催化和动力催化。静力催化就是在冷云中引入适量的人工冰晶,由冰晶通过凝华过程及随后的淞附或碰并过程形成冷云降水。动力催化是在云的过冷却部位引入大量人工冰晶,使云中过冷水迅速转化为冰晶,并加强凝华过程,释放大量冻结潜热和凝结潜热,增加云体温度和浮力,促使云体在垂直和水平方向发展,延长云的生命期,从而增加降水。

  在人工影响天气地面作业中大量使用37毫米高射炮进行作业。炮位的设置地点一般在作业影响区上风方4公里内,在迎风坡而不在背风坡设置;在增雨作业云经过频次最多的路径上设置;周围视野开阔,视角不小于45度,射击点远离居民区500米以上。

  需要注意的是,实施高炮人工增雨作业前,作业组织必须按照空域申请程序,向当地空域管制部门履行申报手续,并登记备案。

  在这三种作业方式中,地面烟炉作业对地形条件要求最为苛刻。它通常用于山区地形云作业,需设置在山体的迎风坡面,作业人员通过燃烧含催化剂的焰条,将人工冰核送入云中。对于较难或不能申请作业空域许可的城市或地区,地面烟炉再合适不过了。

  如今烟炉作业已经实现自动化操作,焰条装入后,只要通过手机发送指令,进行远程控制即可开始作业。

  一根焰条大约能燃烧十多分钟,每当遇到天气过程时,经验丰富的作业人员会根据实际情况判断燃烧多少根焰条。催化剂有时顺着气流直接进入烟炉上空的云层,有时会随着地形爬坡,继而影响下游地区的天气。

  与飞机作业相比,高炮和火箭作业播撒催化剂影响范围更为集中,适合在固定区域作业(如为水库增水等),特别适合在威胁飞机飞行安全的强大对流云中作业。但其难度在于申请作业空域,同时需要提前做好准备等待最佳作业时机。

  开展火箭增雨作业时,作业人员需要事先确定作业云层和作业区域,然后登记发射火箭的编号。

  在完成上述准备工作后,立即通过地面作业空域申报系统向空域管制部门申报作业空域,就地等待分配空域。空域申报通过后,增雨作业必须在3分钟之内完成。

  不过,这还不算作业结束。按照规范的作业流程,完成作业后,决策指挥中心需要收集汇总本次地面作业信息,包括作业点高炮、火箭和烟炉的作业时间、次数、耗弹量等,并上报至中国气象局人工影响天气中心,同时还要开展作业效果的对比分析和定量检验,以便日后开展统计检验、物理检验和模式检验相结合的综合效果评估及效益评价工作。

  图为地面人影火箭弹。其最大射高为6千米,弹长1.07米,全弹质量4.3千克,发射后最终以伞降方式落地。李根

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