人工增雨对农业旱情的缓解作用研究

期刊: 环球探索 DOI: PDF下载

孙志广

河南省鹤壁市气象局 河南 鹤壁458030

摘要

人们生产、生活都离不开水,尤其是在农业生产中更加离不开水。我国是农业大国,多种农作物的生长需要保证水分补给,部分地区常年降水偏少或者出现持续高温天气,对农业生产的破坏很大。而人工增雨是当前抗灾减害、水库调蓄、维护生态平衡的主要措施。利用人工催化等手段干扰局部地区大气环境中的物理活动,进而实现社会的健康发展。为此文章先概述人工增雨技术,之后讨论人工增雨对缓解农业旱情的作用,最后分析人工增雨工作优化对策,希望对相关研究带来帮助。


关键词

人工增雨;农业生产;农业旱情;缓解作用

正文


近年来,受厄尔尼诺现象影响我国江淮、华北等地出现降水偏少情况,这一气候变化也导致了农业生产受到巨大影响,尤其是农作物在生产期间水分难以保证,带来减产和品质下降情况。为缓解旱情和克服气象灾害多地采用人工增雨方法,并且制定了科学的工作机制。人工增雨技术的发展和应用,需要在科学、技术和环境影响等多方面进行综合考量和评估,以确保其合理有效地应用于实际场景中,以下进行相关分析。

一、人工增雨技术概述

(一)人工增雨原理

人工增雨是一种通过人为手段促使云层中的水滴聚集成大的雨滴,从而增加降水量的技术。从技术原理看主要包括以下三点:首先是云物理过程。人工增雨依赖于云中的水汽通过凝结成水滴,再通过聚集形成降水的过程;其次是云中粒子核的引入。通过在云中喷洒或投放化学物质,如碘化银或冰核剂,这些物质可以提供一个凝结核,促进云中水汽凝结成水滴的过程。最后是水滴的生长和聚集。凝结核提供了一个开始点,使得云中水汽凝结成微小的水滴。这些水滴会通过碰撞和凝结过程变得越来越大,最终形成足够大的雨滴从云中降落[1]

(二)人工增雨技术

首先是冰核法。将碘化银通过飞机或火箭喷洒到云中,使云中的水汽凝结成冰晶,进而促使降水过程。在实际操作中作业设备主要是高山地面增雨烟炉,然后在向阳坡,对地形云催化;其次是超声波法。使用超声波产生空气中的微小水滴,这些水滴在适当条件下可以作为凝结核,促使云中水汽形成降水;再次是离子发生器法。利用离子发生器产生的离子,使空气中的水汽凝结成水滴,进而增加降水。最后是火箭法。通过发射火箭携带冰核剂或其他化学物质到达云层高度,在复合冰核气溶胶的作用下,以促进云中水汽凝结成雨滴。

需要说明的是,使用人工增雨技术,需要考虑其对环境的潜在影响,包括对土壤、水质以及生态系统的长期影响。与此同时,人工增雨的效果不一定总是可预测的,因此需要基于科学依据和实验数据进行合理评估和应用。此外,人工增雨技术的使用需考虑社会接受度和政府管理,确保其在法律和道德框架内进行。

二、人工增雨对缓解农业旱情的作用

(一)减少干旱

人工增雨技术在缓解农业旱情中可以发挥重要作用,尤其是在干旱地区或旱季节无法获得足够降水的情况下。其主要作用体现在以下几点:首先是提供额外降水量。人工增雨可以增加地区的降水量,从而补充地下水和水库的水源,这对于农业灌溉至关重要,尤其是在旱季期间。与此同时,通过增加降水,尤其是在播种和生长关键期,可以提供必要的土壤湿度,促进农作物的生长和发育;其次是缓解干旱影响。在干旱影响农作物生产的地区,人工增雨可以减少因缺水而导致的农作物减产甚至歉收的风险;再次是保护生态系统。干旱不仅影响农业,也对当地生态系统造成影响。增加降水有助于维持生态平衡和生物多样性。整体来说,人工增雨技术作为一种应对干旱和水资源短缺的手段,在农业旱情缓解中具有潜力和重要性,但必须在科学、环境和社会可持续性的基础上进行合理应用和管理[2]

(二)保护农田

人工增雨技术在保护农田方面可以发挥多重作用,主要集中在提供水资源和缓解干旱影响两个方面:首先从提供水资源角度讲,通过人工增雨可在旱季或干旱地区增加降水量,为农田提供所需的灌溉水源。这对于农作物的生长和发育至关重要,尤其是在农作物生长的干旱季节。与此同时,人工增雨可以增加地表水和地下水的补给,保证农田灌溉的可持续性和连续性,有助于减少因缺水而导致的农业损失;其次是缓解干旱影响。在干旱时期,农作物面临缺水的威胁,人工增雨能够有效减轻干旱对农作物的不利影响,帮助农田维持良好的水分状况,从而保证农作物的正常生长。与此同时,干旱通常导致农作物减产甚至歉收,人工增雨可以在关键时期提供额外的降水,帮助农田度过干旱期,减少农业生产的损失。整体来说,人工增雨技术作为一种应对干旱和水资源短缺的技术手段,在保护农田、维护农业生产和促进农业可持续发展方面具有重要意义,但其应用必须基于科学、技术和社会的全面评估和管理[3]

(三)优化灌溉

人工增雨技术在优化灌溉中可发挥重要作用,主要集中在提供额外的水资源和增加降水量两个方面:首先是提供额外的水资源。人工增雨可以在干旱或降水不足的地区,为灌溉系统提供额外的水源。这对于农田的灌溉至关重要,特别是在旱季或干旱季节可弥补自然降水不足的情况。与此同时,通过增加降水量,人工增雨有助于补充地下水和水库的水量,保障灌溉系统的持续运行和农作物生长的需要;其次是提高灌溉效率和稳定性。人工增雨可以帮助维持土壤的湿度和水分平衡,使得灌溉水更有效地渗入土壤,并提高作物对水分的利用效率。与此同时,在生长季节或关键生长阶段,增加降水量可以稳定农作物的生长环境,减少因水分不足而导致的生长停滞或减产风险。人工增雨技术作为一种优化灌溉的手段,可增加灌溉系统的水资源供给和效率,帮助农田在干旱或水资源紧缺情况下维持正常的农业生产,促进农业的可持续发展。不过其应用必须谨慎进行评估和管理,以最大限度地减少可能的环境和社会风险。

三、人工增雨工作优化对策

(一)优化工作机制

人工增雨是一种通过技术手段干预大气过程,以增加降水量的方法。其工作机制和优化措施主要涉及以下几个方面:人工增雨是一种通过人工手段促使降水形成或增加降水量的技术。其制定与落实工作机制通常涉及以下几个方面:首先是重视科学研究与技术开发。相关部门要进行科学研究,了解当地气象条件、云层结构及物理特性,以及影响降水形成的因素,进而开发与完善增雨技术,应用不同的增雨方法和材料;其次是监测与预测系统建设。各地区要建立健全的气象监测与预测系统,能够实时监测大气环境和云层状态,预测降水可能发生的时机和位置,这些数据对选择合适的增雨时机和区域有重要作用;再次是政策法规与管理机制。国家要完善相关的法律法规和政策文件,明确人工增雨的实施原则、条件、限制和管理措施,进而确保人工增雨活动符合环境保护、安全和公众利益的要求。最后是效果评估与调整。各地政府要建立增雨效果评估体系,监测增雨活动的实际效果及其对环境的影响。根据评估结果调整增雨方案和实施策略,以达到最佳的增雨效果和最小的负面影响。整体来说,人工增雨工作的制定与落实工作机制需要科学技术支持、健全的管理体系、社会参与和国际合作,以确保其有效性和可持续性[4]

(二)监测天气情况

人工增雨的天气监测过程是确保技术有效性和操作安全性的关键步骤,以下是人工增雨中典型的天气监测过程及其分析:首先是天气监测过程。在云层检测和特征分析中,气象部门可使用雷达技术可以实时监测云层的位置、高度、强度和运动情况,这对选择适合进行增雨的云团至关重要,而卫星可提供更广泛区域的云图,帮助确定潜在的增雨目标区域;其次是进行大气条件分析。在温度和湿度分析中,通过地面气象站和高空气象探测,分析大气层的温度和湿度分布,这些数据有助于评估云中的水汽含量和冷却过程的适宜性。与此同时,需要了解风向和风速对于预测云的移动和增雨效果的影响至关重要;再次是进行增雨条件评估。通过雷达反射率、云顶温度等参数分析云的发展阶段和增雨潜力。再如根据云层特性和大气条件,选择合适的冷却剂或增云剂,以促使云中的水汽凝结和形成降水。最后是制定风险评估和决策。气象部门要考虑人工增雨可能带来的环境影响,如降水分布、水质、土壤健康等,并且根据实时天气监测和预测结果,决定是否进行人工增雨操作,以及采用何种增雨策略和剂量[5]

在优化措施方面,气象部门需要加强数据整合和模型应用。将多种数据源(雷达、卫星、地面气象站等)整合,利用数值模型进行天气预测和增雨效果模拟,优化增雨操作的时机和地点。与此同时,在实施增雨过程中需要实时监测和反馈,以便根据实际情况调整操作策略,确保增雨效果最大化并避免负面影响。最后是进行科学研究和技术创新。持续进行天气监测技术的研究和发展,包括新型雷达技术、先进的遥感方法和数值模拟技术,以提高人工增雨的准确性和效率。通过精确的天气监测和分析,人工增雨可以更有效地实施,确保其在农业灌溉、干旱缓解和水资源管理等方面发挥最佳作用,同时最大限度地减少环境和社会风险。

(三)强化作业安全管理

人工增雨的作业安全管理至关重要,其涉及技术操作的安全性、环境保护以及对人员健康的保障。首先是作业前的准备和规划。气象部门、农业部门要进行风险评估和管理。比如在环境影响评估方面,评估增雨可能对环境造成的潜在影响,包括降水模式改变、水质问题、土壤健康等。再如社会影响评估方面,考虑增雨可能对当地社区、农业和生态系统的社会影响,避免潜在的负面反应和冲突;其次是操作计划和程序。气象部门要制定详细的操作计划和程序,明确操作时间、地点选择、增雨剂的使用量和释放方式。还要确定操作的监测点和监测频率,以实时跟踪增雨效果和环境响应;再次是人员安全和技术要求。相关部门要确保操作人员具备必要的技术知识和操作技能,理解增雨设备的工作原理和安全操作流程,还需要培训操作人员识别和应对潜在的安全风险和紧急情况。从安全的角度讲,需要提供必要的个人防护装备,如防护眼镜、呼吸器,进而确保操作人员在释放增雨剂时不会受到有害物质的影响,整个操作过程中使用安全标准符合的设备和工具,确保设备的安全性和可靠性[6]

(四)落实保障措施

首先是做到实时监测。配备实时监测设备,用于追踪增雨效果、环境影响和气象变化。还要根据监测结果调整操作策略,确保增雨效果最大化并减少潜在风险;其次是制定应急预案。明确处理突发事件和意外事故的措施,并且建立应急通信系统和联络点,确保在紧急情况下及时响应和协调。在社会和政府管理层面,需要吸引公众沟通和参与。向当地社区和公众透明地沟通增雨计划,解释操作目的和预期效果,提升社会接受度。运用人工增雨技术需要考虑社会接受度和政府管理,确保其在法律和道德框架内合理应用,并保护农民和当地社区的利益。从生态保护角度讲,人工增雨应用需要综合考虑其对环境的影响,包括土壤质量、生态系统和水资源的长期影响,确保其在环境可持续性框架内进行。最后是政府监管和法规遵守。人工增雨要遵守相关的环境法规和政府监管要求,确保增雨操作符合法律规定和道德标准。农业部门要参与政府管理和监督,与相关部门合作,确保操作的合法性和安全性。通过以上管理措施,人工增雨技术可以在最小化环境影响的前提下,有效应对干旱和水资源管理等挑战,支持农业生产和生态系统的可持续发展[7]

结束语:

综上所述,人工增雨技术主要应用于干旱地区或者需要增加降水的地区,使用人工增雨技术需要考虑其对生态系统和空气质量的影响,以及对气候模式可能产生的长期影响。尽管在缓解旱情方面起到了重要作用,不过实际应用中也会受到云的性质、环境条件和喷洒剂的选择等因素的限制,导致效果难以预测。因此需要优化工作机制,监测天气情况,强化作业安全管理,落实保障措施。此外,需要在队伍建设与资金投入方面重视起来,进而起到农业旱情的缓解和抗旱减灾等作用。

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,2023,11(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,2023,23(06):121-122.

[3]张琦.人工增雨对农业旱情的缓解作用分析[J].新农业,2023,14(10):94-95.

[4]王碧波.南充市干旱灾害特征分析及人工增雨抗旱策略研究[J].智慧农业导刊,2022,2(18):47-49.

[5]刘尧,罗锦华,刘畅.人工增雨对农业生产的作用探究[J].南方农业,2021,15(24):189-190.

[6]李杰,王家乙.人工增雨在抗旱减灾中的应用[J].农业灾害研究,2021,11(03):33-34.

[7]王泽豪.人工增雨对农业防灾减灾的影响研究[J].新农业, 2022,23(9):65-67.

 


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