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来自云端的“活水”
发布日期:
2015-07-20
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我国人均淡水资源占有量约2100立方米,仅为世界平均水平的28%。水资源短缺这一现状无可回避。事实上,在远古时代,每逢久旱不雨时,古人会祈天求雨,期待神灵相助。如今,人们知道空中并没有呼风唤雨的“神灵”,但抬头“看天”仍不失为一个出路。作为重要气候资源之一,空中云水资源可以成为解决水资源短缺之困的云端“活水”。

  空中藏着7个“三峡水库”

  空中云水资源是指存于大气中的液态水和固态水总量,是通过人工干预可以直接开发利用的水资源。

  1946年7月,美国科学家文森特·谢弗用冰箱做实验时,由于天气炎热,冰箱温度降不下来,他便将一块温度为-79℃的干冰(固态二氧化碳)放进去,想降低温度。刹那间,冰箱里出现了无数的冰晶。这个偶然的发现让他大受启发:如果在低于0℃的云层里人为地使用少量催化剂,就能使云中增加许多冰晶,冰晶相互合并增大,从云中掉出成为雨滴。此后,经过成功的实验,人工增雨(雪)活动在世界各地陆续开展。

  地球水循环系统是周而复始的,作为淡水资源最重要的来源,大气降水实际上来自海洋和陆地水的蒸发;水汽上升,在天空冷却凝结成云,再以雨、雪等形式降落到地面,渗入土壤,或形成径流汇入江河湖海;水再次蒸发,补给大气水汽,循环不已。空中云水资源主要分布在对流层大气中,集中在中低层的云里。据中国气象局的调查数据显示,我国平均年云水资源(含水汽)约为22万亿吨,为年平均降水量的近4倍,其中可开发的云水资源每年达2800亿吨,相当于7个三峡水库。但我国当下的云水资源的利用率仍比较低,仅为20%左右,空中云水资源开发潜力巨大。

图为中国气象局人影作业飞机“新舟60”亮相2014年珠海航展。

  人工增雨是最直接、最有效、也是投入成本最低的一种增加降水的措施,起着调节云水资源季节性和地区性分布不均的作用。只要具备一定的天气条件和适合的云物理条件,人工增雨作业可在自然降水基础上增加10%至20%。

  人工影响天气虽能让人类在一定程度上做到“呼风唤雨”,但并不意味着降水从此就“随心所欲”,其成败与是否能及时抓住有利天气条件密切相关,并且只有那些云水资源丰富的云系才有开发利用价值。一般来说,对低而厚的云层(如浓积云、积雨云、雨层云等)进行作业效果最好。目前,我国人工增雨作业主要集中在春夏秋三季。一次成功作业的背后,与气象部门科学、缜密研判“天时”,不断改进作业技术密不可分。

  做好云水资源“搬运工”

  1958年,我国有组织地开始了人工增雨工作。当年夏季,吉林省出现了60年不遇的大旱,气象学家利用干冰进行了20次人工增雨试验,揭开我国“呼风唤雨”的序幕。

  作为开发利用空中云水资源的“主力”,近年来,气象部门积极开展人工增雨(雪)作业,成为防灾减灾、保障国家粮食安全、缓解水资源短缺、促进生态建设与保护的“好帮手”。以增加河流及水库水资源、改善人居环境、保障城市用水、增加水利发电,以及服务植树造林、退耕还林、退耕还草、森林草原防火、湿地保护等为目的的人工增雨(雪)作业在各地发挥着积极作用。

  人工增雨(雪)作业主要利用飞机云中播撒或利用高炮、火箭、烟炉释放催化剂等手段。目前,我国共有2359个县开展了人工影响天气作业,建成标准化作业站点5471个。仅2014年,全国气象部门就开展飞机增雨(雪)作业856架次、地面作业32614次,共增加降水475亿吨。

  对云水资源的开发利用换来了丰厚的社会效益。在东北地区,成立于2013年的东北区域人工影响天气中心在近两年的东北区域春夏季抗旱增雨中发挥重要作用,为东北地区粮食产量连增提供保障。在生态重点保护区以及天山、三江源、祁连山等主要河流、湖泊源头,气象部门连年组织实施人工增雨(雪)作业,有效增加生态用水和湖泊蓄水。位于水源地丹江口水库库区的河南省南阳市气象部门,曾先后四次利用有利天气形势开展人工增雨,保证了源头充沛的水量,为南水北调中线工程的顺利通水打下基础。

  2014年12月17日,国家发展改革委与中国气象局联合出台的全国人工影响天气发展规划明确指出,到2020年,要建立较为完善的人工影响天气工作体系,基本形成东北、西北、华北、中部、西南、东南等六大区域发展格局,人工增雨(雪)作业年增加降水600亿立方米以上。根据不同作业云系、区域地理特征等,气象部门将分别在吉林、内蒙古、甘肃、新疆、山西、河南、四川和江西等省(区)建立增雨(雪)试验示范基地。

信息来源:信心中心
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