人工增雨农业减灾技术探讨

人工增雨农业减灾技术探讨

赵镇 杨晓芳杨惠然

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摘要：人类对有关人为干预降水形成过程的认识和研究在不断提高，人工降雨已成为抗旱救灾、水库蓄水的一种重要手段。干旱和水资源短缺一直是困扰我国经济发展的一个重大难题。本文基于有效工作实践，对其技术进行了简明分析，希望能够提高认识，助力于农业可持续发展。

关键词：人工增雨；气象防灾减灾；应用策略

引言：中国是个人口大国，亦是农业大国，农业是提供支撑国民经济建设与发展的基础产业，同时也是人类社会赖以生存发展的基础，没有农业的可持续发展就没有现在的中国。水是万物之源，农业生产更离不开它的存在，但随着自然灾害的频频发生，水资源日益短缺，农业生产也因此受到了严重的影响。

1人工增雨相关概述

1.1雨的形成

云由无数个微小的水汽组成，受空气的浮力作用而悬浮于空中，是天空可再生的一种“水资源”。云中的这些水汽彼此间是一种稳定的胶性状态，不容易形成水滴而落到地面形成雨，只有打破胶性状态，水汽才会凝结成水滴而落到地面。通常来说，形成雨要满足以下条件：①要有足够多的水汽；②要有流动的气流，③要有温度差异。随着云中水汽的不断聚集、水滴体积不断增大，当其增大到空气浮力难以支撑时便会往下下落，下落过程中与水滴相遇的一些水汽会随着它一起落到地面，在这期间气流也会受到一定的影响，继而打破云的胶性状态加速水汽的撞击，使更多的水汽形成雨滴而落到地面。另外，随着温度的不断升高，云中的冰晶不断融化成水滴，继而汇集成雨落到地面。

1.2人工增雨

根据雨形成的原理，人们开发出了人工增雨。人工增雨实质就是通过高炮、飞机、火箭等，将氯化钠、干冰等催化剂送入有利于降水的云层里，打破云的胶性状态，从而形成降水[1]。云的催化通常有冷云、暖云两种，不同的云采用不同的催化方式。冷云指的是云体中冰晶数量较多的云，对这种云进行人工增雨就要采用冰核或致冷剂作催化剂，不断增大云中冰晶使空气浮力“托”不住，迫使其往地面下降，接近地面时由于温度比空中高，冰晶会发生融化，从而形成雨滴，增大降水量。暖云指的是云体温度在零摄氏度以上的云，该类云受胶性状态的影响不容易发生汇聚，因而难以形成水滴，对这种云进行人工增雨就要采用食盐等凝结剂作催化剂，促进形成大水滴，达到降雨的目的。除此之外，还可将碘化银等结晶剂撒入到云体中，使其释放大量的热能，促使水汽形成水滴，降落地面形成降水。同时，也可向云层发射人雨弹，形成强大的冲击波，使云体与云体发生碰撞，当云体体积扩大到一定程度时，水汽聚集成雨滴降落到地面。

2人工增雨技术分析

2.1冷暖催化理论增雨

冷催化和热催化是指通过种子催化剂等技术手段在一定时间和有利条件下对局部物理过程

的影响。目的是人为增加降雨，防止冰雹，消除雾霾。目标大气中的水将凝结成微小的水滴飘浮在空气中。在寒冷的云层中如果有冰晶，冰上饱和水蒸气的压力低于表面饱和水蒸气的压力，冰晶迅速长大，就会下雨。在温暖的地区或没有冰晶的云中，云滴的大小各不相同，大的云可能与小的云碰撞，形成雨滴落在地面上。人工降水是指利用干冰、碘化银等催化剂，在云层中形成大量人工冰晶，利用天然冰晶缺乏的优势，促进降水。大量的实验研究表明，对于适合人工降水的云，适当的催化方法可以在适当的地点和时间达到增加降水量的目的。如果控制和使用不正确，实际效果便会大大降低，在特殊情况下甚至会产生负面影响。因此，了解和掌握正确的人工降雨条件和催化方法是关键。

2.2层状冷云人工增雨技术

层状冷云是华北旱季和春秋季人工降水的主要目标。云层的表面含水量很低，催化部分有限。在以往的降雨方式中，人工增雨只能实现1～10毫米的降水量，这与实际需求相差甚远，因此，我们需要建立一种新的人工增雨方式，选择新的催化条件，进行人工增雨。中尺度分层云系统数值模式：6个中尺度和大尺度大气模式MM4和12个云降水预测模式的组合，考虑了21个云物理过程，实时系统开发了模式数据处理输出产品显示服务系统，实现了模式的实时稳定运行。层状云增雨新概念模型、条件判据和催化指标体系：人工降水概念模型理论表明，利用Bergeron法可以将人工冰晶转化为降水。更多的人造冰晶被引入，使部分过热的水蒸气进入降水过程。过饱和水汽的垂直累积往往大于过冷水汽的垂直累积，上升气流中降水增加的潜力保持不变。在催化的作用下，水汽凝结潜热增加，空气受热10～1000，云团上升速度增加10-2-10-1米/秒，促进了催化区云团的发展和降水。根据上述概念模型，根据数值模拟结果和实践经验，提出以下人工降水条件，在发展阶段，云的速度深度增加，蒸发的云很低，云的重量很重，过冷云的厚度大，云计算集群的冷却不足，厚冰的饱和水蒸气价值非常高，这在冰晶浓度较低的地区更有利[2]。识别方法如下。云降水的宏观特征；云理微观特征，对冰面上过饱和水汽面积的检测，特别是对高密度水汽的检测具有参考价值，当颗粒浓度低于阈值时，机载2D-C仪器显示的天然冰晶较少，这可能会增加降雨。

2.3动力催化增雨

在冷云的催化过程中，冷云中会形成许多冰晶，在这一过程中，会释放大量的热量，释放的热量就是云运动的驱动力。放热时室内外云层存在温差，当温差达到一定值时，会产生浮力，导致积云上升。如果催化剂扩散到云中，过冷的液滴释放热量并迅速冷却。释放的热量会增大室内外云团的温差，从而增加云团的浮力、速度和体积，最终增加云团的含水量和降水量。

3人工增雨中的注意事项

3.1增雨抗旱要防患未然

人工增雨工作要做好准备工作，因为如果真正的旱季来临，大气中就会极少地出现降水云层，不利于人工增雨作业的，人工增雨作为一种解决旱情的辅助手段，并不能用于减灾抗旱。同时需要根据当地的蓄水能力，来完善当地水利设施，这才是抗旱的长远之计。

3.2人工增雨时要将安全放在首位

人工降雨对技术性的要求很高，通常会采取方位作业的方式，在选择作业云体方面也有着严格的要求，同时，还要保证人工增雨作业附近区域的群众安全。所以，在进行人工增雨作业之前，要综合多方面因素进行考虑，无论在哪一个环节上，都要把安全放在第一位，一定要结合实际情况进行相关操作，并做好安全保障[3]。

3.3时机的选择

在进行人工增雨工作之前，时机的选择是十分重要的，只有抓住时机，才能够使人工降雨发挥到最佳效果。当降雨云层较厚且有持续上升气流时，降雨过程正处于发展阶段；当云层较低，冰晶浓度较低时，就可以撒播适量的催化剂来提升冰晶的浓度；当冰晶浓度达到一定的标准数值时，再进行人工增雨作业，此时的降雨效果可达到最佳。

结语：综上所述，人工增雨是农业高效种植的保障性措施，对解决地区干旱、缓解农业旱情发挥着不可忽视的作用。为了更好地为农业服务，应加大对人工增雨工程建设的力度，缓解农业旱情，及时为干旱地区供输足够的水资源，维持农作物生长所需的水分，促进作物增产、农业丰收，进而推动我国国民经济的快速增长。人工增雨技术的进一步发展，必然能够提高农业减灾防御效率，作为相关技术人员，要积极结合区域性实际，总结有效的农业减灾工作开展重点。不断尝试新技术的开发，也要不断进行现有技术的升级，从而实现农业现代化发展。

参考文献

[1]王兵.新乡市高温干旱灾害对农业生产的影响及人工增雨对策[J].黑龙江粮食,2023,(08):39-41.

[2]王子一,刘霞.人工增雨在四平市农业生产中的作用及发展建议[J].现代农村科技,2023,(06):121-122.

[3]王泽豪.人工增雨对农业防灾减灾的影响研究[J].新农业,2022,(09):65-67.