近年来,我国人工气候相关工作发展迅速。人工增雹增雨作业水平居世界领先地位。人民群众影响当地天气的能力逐步增强,业务数量、服务区域和业务规模都有不同程度的提高,其次是天气预报和气象要素的影响。因此,研究人工天气对天气预报和气象要素的主要影响具有重要的现实意义。
1人工影响天气的发展和概念
人工气候在现代社会应用广泛,主要包括抗旱、消霾、防冻、防雹等诸多应用。最常见的是,在炎热的夏季高考期间,天气太热,可能影响考生的正常发挥。因此,高考期间有效的人工降雨是近年来应用最广泛的天气控制系统方案。
近年来,随着我国科学技术的不断发展,人工气候的发展也取得了一些进展。我国现代科学技术已经能够更加稳定地影响天气,控制强度也在不断加大。20世纪50年代以来,我国已基本具备人工控制天气的科技水平。在全国大部分省区进行了人工消雾、人工降雨、人工防雹、人工防冻等试验。我国温带湿润半干旱大陆性季风气候分布广泛。这种气候具有四季分明、冬夏差别大、雨量集中、干湿期明显、冬季寒冷干燥、雨雪稀少、春冷暖多变、夏干多风、夏热湿、雨量集中、秋晴少雨的特点。主要体现在气候条件总体较好,气温适宜,日照充足,热量充沛,冬春干旱少雨,沙尘暴;夏季湿热,同季炎热多雨,气候环境比较恶劣,这是气候灾害频发的时期。在这种形势下,干旱和冰雹将对河北省农业工人和农业发展产生重大影响。据不完全调查,河北省农业减产因素中,气象灾害约占60%。因此,近年来,随着科学技术的不断发展和相关技术的不断完善,河北自然作为我国开展人工气候控制工作的主要战场之一,得到了广泛的应用。通过对华北地区天气的有效控制,生态环境得到了很大改善,河北农业生产和经济发展取得了长足进步。
2人工气候对气象要素的影响
2.1人工防雹对气象要素的影响
冬季常有冰雹,是一种气候灾害,对农业发展影响比较严重。因此,人们将采取人工防雹措施来减少或避免冰雹灾害。人工防雹的原理是通过人工手段影响冰雹云,使冰雹云中的冰雹胚不能形成,也就是说,冰雹在变为大冰雹之前会落到地面,从而不发生冰雹的气候灾害。需要注意的是,冰雹的形成应满足以下条件,即云中的气流具有较强的上下运动,且含有大量的水分。只有满足这些条件,水才能使冰雹胚变成大冰雹。掌握冰雹发生的条件后,必须利用这一条件来预防冰雹灾害。
人工防雹的基本原理是尽可能切断或减少冰雹胚的现有供水,向冰雹云中扩散催化剂,使冰雹云中的冰晶迅速增加,产生大量的冰晶和水滴,增加冰雹的需水量,使冰雹形成胚争水,有效抑制冰雹生长。一般来说,人们会用高射炮将碘化银弹射入冰雹云中,并用火焰喷涂和爆炸的方法来传播碘化银。有时,在冰雹云下,人们用飞机传播碘化银。通过人工防雹可以实现对冰雹气候灾害的影响。
2.2人工降雨
目前,人工降雨在我国干旱少雨区域应用比较普遍。降雨主要是促使高空云层中的水分凝结之后降落至地面的过程。人工降雨作业的方式主要有2种:地面作业与空中作业。地面作业主要是借助于地面上的高射炮以及火箭等设备向空中发射炮弹,进而在云层中爆炸,这个时候炮弹内的碘化银等催化剂产生烟雾后会进入高空云层,也就是人工播撒实现降雨的目的;空中作业主要是是借助于飞机直接把催化剂播撒到空中来达到降雨的目标。人工增雨作业也不是可以随时就能开展,通常需要有降水条件才能够对云层进行改变,以增强自然降水量。
2.3人工影响天气对天气预报造成的影响
目前,天气预报几乎是人们生活中不可缺少的技术支持。天气预报主要是在现代科学技术的支持下,利用卫星或雷达对气象信息数据进行分析。在收集数据后,利用超级计算机的数据分析技术,通过对大气状态的判断,对不同时期的天气状况进行分析,为普通民众提供有效的天气预报支持,从而在一定时间或一定时期内对地球大气状态进行预测,从而保证地球大气质量的提高生活和工作的顺利发展。在天气预报过程中,大型仪器分析得到的数据更为准确。然而,随着人工影响天气技术的应用,将影响天气预报的准确性。例如,在观测天气预报时,发现某一地区本期降水的概率较低,而采用本期降水的概率。同时,人工降雨完成后,云层变化的复杂性和混沌性将增加,这也将对天气预报的预报产生一定的影响。此外,在天气预报中,还可以有效地识别不同自然灾害的进展和发生时间,对我国开展各种农业生产和军事行动具有极其重要的作用。目前,我国天气预报支持仍与大量数据采集密切相关。在数据采集中,需要采集当地环境的湿度、风向、风速、气压变化、气温等多种数据,通过数据集成和分析,确定未来一定时期内的空气变化情况。目前,我国天气预报主要包括形势预报和要素预报,我国在长期气候预报中也能获得较高的精度。但值得注意的是,在数据分析过程中,大气过程的混沌程度高于预期,而天气预报只能通过数据采集来明确不同时间点的天气情况,因此天气预报在一定程度上存在误差。人工影响天气可以大大提高天气预报的精度。这是因为计算机在完成气象数据采集后,可以使天气沿着人类影响的方向发展,具有很高的适用性。此外,近年来,所采用的探测手段和预报工具更加先进,大大提高了天气预报的精度。
在天气预报的应用过程中,通过对气象数据的监测和分析,可以明确未来天气的变化和发展趋势,为人们的生产生活提供有效的科学支持。一般来说,天气预报主要是分析近一段时间的气候条件,合理预测该地区历年的天气变化,通过综合分析,明确存在的变异性。目前,我国使用的天气预报方式仍以气象卫星为主。利用气象卫星获取地表卫星云图,通过对云层的分析,做出有效的天气预报。
结论
研究天气预报、气象要素受人工影响天气的主要影响具有重要的意义。相关人员应对当前人工影响天气的现状有一个全面了解,正确认识人工影响天气给天气预报、气象要素等带来的影响,能够在人工影响天气飞速发展的背景下对防灾减灾中气象科技的运用进行全面考虑,从而借助人工影响天气给当地带来更积极的影响,推动我国经济发展与进步。
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