熊友良 戚英

摘 要：開發(fā)利用空中云水資源，提升吐魯番人影天氣科學(xué)作業(yè)能力，加大山區(qū)空中云水轉(zhuǎn)化率，增加降水（雪）量，把人影天氣作為生態(tài)環(huán)境建設(shè)、水資源安全保障、農(nóng)業(yè)公共服務(wù)體系建設(shè)有力手段、重要舉措和有效途徑，為吐魯番市社會穩(wěn)定和社會發(fā)展提供保障。

關(guān)鍵詞：飛機人工增雪；現(xiàn)狀；問題；方案設(shè)計

1 吐魯番東天山飛機人工增雪工作現(xiàn)狀

吐魯番地處天山南坡，降水少且分布極不均勻，蒸發(fā)量大，屬極端干旱區(qū)，生態(tài)環(huán)境脆弱。托克遜年均降水量8.1mm，吐魯番市15.4mm，鄯善27.7mm，但吐魯番市天山北部山區(qū)降水200mm以上，中山區(qū)年均降水量300-400mm。吐魯番市有16條河流，年總徑流量達(dá)9.45億噸，但僅白楊河是流量穩(wěn)定。新疆冰川水資源占全國冰川總儲量46.8%，但東天山吐魯番—哈密盆地水系，冰川儲量僅占全疆0.13%，且天山東端喀爾里克冰川20年厚度已下降10m，百年內(nèi)或?qū)⑾?，東疆地區(qū)冰川對地表水、地下水等調(diào)節(jié)能力有限。隨著吐魯番經(jīng)濟快速發(fā)展，石油、煤炭、礦產(chǎn)等礦業(yè)開發(fā)已成為當(dāng)?shù)刂еa(chǎn)業(yè)，水資源短缺已成為影響吐魯番發(fā)展瓶頸。合理開發(fā)有效利用水資源，為工業(yè)發(fā)展提供基本保障是目前面臨的現(xiàn)實挑戰(zhàn)。

2 東天山空中水資源開發(fā)現(xiàn)狀

2.1 人工影響天氣業(yè)務(wù)現(xiàn)狀

吐魯番東天山山區(qū)（≥1500m）空中每年平均有1105.8億噸水汽流入，平均面雨量36億m3，陰雨天日數(shù)多，開展人工增雪作業(yè)，能有效增加?xùn)|天山地區(qū)降雪量。當(dāng)前吐魯番已初步建立人影機構(gòu)，但人影工作基礎(chǔ)相對薄弱、作業(yè)規(guī)模小、專業(yè)隊伍水平低，遠(yuǎn)落后于全疆人影天氣平均水平。目前吐魯番共有人影天氣管理作業(yè)人員15人，吐魯番地區(qū)現(xiàn)有作業(yè)車輛23輛。

2.2 人工影響天氣主要問題和差距

2.2.1 人工影響天氣未納入當(dāng)?shù)亟?jīng)濟社會發(fā)展規(guī)劃

吐魯番經(jīng)濟實力相對薄弱，缺乏中央、自治區(qū)相關(guān)政策支持，工作思路和布局上長遠(yuǎn)考慮不足，當(dāng)?shù)卣涮淄度胗写訌?，始終未將人影響天氣發(fā)展納入當(dāng)?shù)亟?jīng)濟社會長遠(yuǎn)發(fā)展規(guī)劃。

2.2.2 人影作業(yè)組織管理體制和運行機制不完善

吐魯番人影天氣工作運行管理仍不完善，缺乏可持續(xù)、長期穩(wěn)定的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和業(yè)務(wù)投入，人影天氣發(fā)展遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟發(fā)展和農(nóng)業(yè)防災(zāi)減災(zāi)需求。

2.2.3 尚未開展系統(tǒng)人影增雪作業(yè)

吐魯番人影增水作業(yè)范圍、作業(yè)量等規(guī)模有限，沒有系統(tǒng)開展山區(qū)增水作業(yè)，沒有從開發(fā)利用山區(qū)空中水資源視角科學(xué)分析、提出規(guī)?；跋到y(tǒng)化開展人工增水。

2.2.4 沒有固定專業(yè)人影作業(yè)隊伍

自人影工作開展以來，地區(qū)各縣增水作業(yè)人員一直都是氣象部門業(yè)務(wù)工作人員兼職從事這項工作。僅靠氣象局業(yè)務(wù)人員兼職開展作業(yè)，隊伍薄弱，作業(yè)覆蓋區(qū)域小、效率也不高，影響作業(yè)效果。

2.2.5 作業(yè)指揮技術(shù)保障能力不足

吐魯番市未形成人工增水體系，缺乏人影天氣作業(yè)指揮系統(tǒng)，實踐和經(jīng)驗很少，作業(yè)科技水平偏低，深層次相關(guān)理論研究缺乏，市人影技術(shù)保障能力整體不足，與當(dāng)?shù)亟?jīng)濟社會發(fā)展規(guī)模不相適應(yīng)。

3 人工增雪作業(yè)設(shè)計

3.1 建設(shè)目標(biāo)

開展吐魯番東天山冬季飛機人工增雪項目建設(shè)，使當(dāng)?shù)厝擞肮ぷ髟谠O(shè)施、規(guī)模、水平和效益上取得跨越式發(fā)展，使當(dāng)?shù)厣絽^(qū)人工增雪由應(yīng)急型抗旱作業(yè)向長期科學(xué)開發(fā)利用空中水資源轉(zhuǎn)變，加大山區(qū)空中云水轉(zhuǎn)化率，增加降水量。

3.2 建設(shè)內(nèi)容

①吐魯番機場位于吐魯番市西北部，地理條件和氣候特殊，尤其冬季大霧、降雪等影響航班正常起降時，該場址飛機起降氣象條件優(yōu)越。

②在適當(dāng)天氣條件下，采取人工催化技術(shù)增加山區(qū)降雪，一方面可有效緩解旱情、增加土壤墑情、提高地溫、利于葡萄安全過冬、增強春季返青生長能力、遏制和殺死地面害蟲和蟲卵、有效凈化空氣、保護(hù)環(huán)境、利于人體健康；另可形成更多“冰川”，利于高山積雪、水庫蓄水，緩解來年水資源短缺。

③2016年冬季吐魯番擬首次選取吐魯番機場為作業(yè)基地，在吐魯番北部山區(qū)進(jìn)行飛機增雪，兼顧托克遜黑山地區(qū)，按地理位置劃分為2個區(qū)域（如下圖），持續(xù)7～8小時飛行，適宜地域遼闊的吐魯番地形。

④作業(yè)播撒設(shè)備：飛機播撒分為煙條和焰彈形式。煙條利用ZY-1機載焰條播撒系統(tǒng)，有播撒器和點火控制器、焰條，作業(yè)準(zhǔn)備時間短，引晶濃度高，播撒時間長，操作方便等，單架次能最多攜帶50kg的BR-91-Y型催化劑，含2.5kg碘化銀，焰條性能參數(shù)為：直徑Φ60mm、長度96.4mm、焰劑質(zhì)量2.5kg、AgI含量125g、燃燒時間25min。

3.3 作業(yè)通信設(shè)備

作業(yè)通信設(shè)備為基于GPS及北斗技術(shù)研制開發(fā)的北斗空地傳輸系統(tǒng)，利用計算機將GPS定位信息結(jié)合北斗衛(wèi)星通信功能，由北斗通信系統(tǒng)傳輸定位數(shù)據(jù)和文字信息，安全可靠且實用性強。

4 增雪作業(yè)實施及方案設(shè)計

4.1 人工增雪主要天氣形勢

層狀云系是吐魯番冬季開展人工增雪主要作業(yè)對象，吐魯番冬季層狀云降水總量和強度小、持續(xù)時間短。降水強度量值在10-2～10-1毫米/小時，主要天氣系統(tǒng)包括長波槽、短波槽、鋒壓槽、鋒區(qū)小波和低渦。

4.2 作業(yè)指揮流程及方案設(shè)計

①了解天氣演變，提前一天申報作業(yè)飛行空域。飛行當(dāng)天參考天氣監(jiān)測資料，決定作業(yè)飛機能否作業(yè)以及起飛的時間和飛行的區(qū)域。天氣實況監(jiān)測遵循先遠(yuǎn)后近、先上游后下游的程序。

②按照目標(biāo)云層特征確定好作業(yè)播撒方案，依據(jù)衛(wèi)星云圖、雷達(dá)實況觀測資料等制定作業(yè)部位、時間及使用劑量，確定飛行方式及路徑等。作業(yè)播撒同時觀測云物理宏、微觀變化。

③作業(yè)后，總結(jié)好作業(yè)區(qū)域內(nèi)各地天氣情況、氣象觀測、雷達(dá)回波、雪晶、雪強觀測、無線電探空和攜留氣球低空探測資料等，并對作業(yè)效果進(jìn)行分析，及時向各級政府和生產(chǎn)指揮部門發(fā)送人工增雪作業(yè)和雪情簡報。

作者簡介：第一作者熊友良（1973-），男，漢族，重慶銅梁區(qū)人，在職碩士研究生，工程師，研究方向：應(yīng)用氣象。