天山網-新疆日報記者謝慧變 鄭卓

　　■作為最早進行人工影響天氣作業的省份之一，目前，新疆年均增水近12億噸，人工防雹作業每年累計減少經濟損失8億元，人工影響天氣作業裝備規模、保護區面積均居全國前列

　　■新疆已經建成覆蓋主要山脈和河流流域的人工增雨（雪）、冰雹頻發區域的人工影響天氣業務技術體系，初步形成了區、地、縣三級指揮，區、地、縣、作業點四級作業的人工影響天氣業務體系

　　■新疆已建成阿克蘇地區、南疆棉區、伊犁河谷、奎（屯）瑪（納斯）聯防區等七大防雹區域，人工防雹作業保護耕地面積約4萬平方公里，每年減少冰雹災害損失70%左右，可取得8億元以上經濟效益

　　呼風喚雨、改變天氣，是人類自古以來追尋的夢想。地處祖國西北的新疆，擁有世界第二大流動性沙漠、荒漠化土地面積超過64%，對耕云播雨、風調雨順的渴望更加執著。

　　早在1959年，新疆就開始了人工防雹作業和人工增雨試驗。經過幾十年的發展，新疆人工影響天氣作業裝備，已從最初的“土炮”“土火箭”，發展成為擁有火箭、高炮、地面煙爐、無人機、飛機等裝備的空地一體化作業體系。

　　作為最早進行人工影響天氣作業的省份之一，目前，新疆年均增水近12億噸，人工防雹作業每年累計減少經濟損失8億元，人工影響天氣作業裝備規模、保護區面積均居全國前列。

　　今年10月，自治區黨委水資源管理委員會第二次會議明確提出，新疆水資源管理下一步關鍵是要緊扣節水、蓄水、調水、增水重點任務，深入抓好工作落實。從節水、蓄水、調水到節水、蓄水、調水、增水“四維治水”，“增水”是新疆精準精細做好“水”這篇“大文章”的重大創新舉措。

　　作為增水的重要渠道，新疆人工影響天氣作業發展水平如何？未來如何讓人工影響天氣作業更好服務經濟社會高質量發展？記者對此展開了調研。

　　從觀測一朵能“化雪”的云開始

　　人工影響天氣，并非人為隨意改變天氣，而是在適當條件下，通過科學手段對局部大氣的物理過程施加人工影響，實現增雨（雪）、防雹、消霧等目的。新疆人工影響天氣，主要以冬春季節的人工增雨（雪）和夏秋季的人工防雹為主。

　　人工增雪，從觀測一朵能“化雪”的云開始。

　　今年12月7日，新疆氣象臺里一片繁忙。氣象專家們在分析數據和衛星云圖后得出一致結論――今年入冬以來最強寒潮即將抵達。當時的預測顯示，12月11日夜間至14日夜間，伊犁哈薩克自治州山區、阿勒泰地區東部山區、昌吉回族自治州山區局地有暴雪。隨即，新疆氣象臺發布寒潮、大風、暴雪等預警信號。

　　與此同時，新疆人工影響天氣辦公室的工作人員們則忙碌著另一件事：人工增雪。

　　暴雪已經“在路上”，為啥還要人工增雪？

　　“那得分在什么地方降雪。”新疆人工影響天氣辦公室業務中心副主任史蓮梅說，在市區的暴雪會給人們出行帶來困擾，但在山區，特別是需要涵養水源和森林草地的地方，冬季的雪彌足珍貴。比如，可以幫助冬小麥越冬，緩解森林草原防火壓力，增加土壤墑情等。因此，人工增雪多是在山區、草原等地開展。

　　高山積雪和冰川作為新疆固態水資源，廣泛存在于昆侖山、天山和阿爾泰山等山系，其融水量是新疆河流徑流的主要補給。

　　“人工增雪，不是人工降雪。我們不能呼風喚雨，只能充分利用好大自然的饋贈。”史蓮梅說，12月11日開始的這一輪降雪降溫天氣，就是一次絕佳的機會。

　　她指著電腦屏幕上的一片云說，12月13日，這片降雪云團正好經過烏魯木齊南山山區，可以操作。順著所指方向，人工增雪作業點定位于烏魯木齊南山白楊溝。

　　方案確定后，距離新疆氣象局2公里外的烏魯木齊市氣象局，人工影響天氣辦公室的工作人員抓緊制定增雪方案――無人機播撒碘化銀。實際上，早在數月前，新疆氣象局和烏魯木齊市氣象局等單位已提前做好部署，一旦有合適的增雪條件，就立刻行動。

　　13日大清早，烏魯木齊市區飄起雪花，厚厚的云層預示著增雪條件已經具備。

　　當幾路人馬開著車奔赴白楊溝時，已經有工作人員帶著一架小型無人機提前到達目的地。旁邊的幾個大箱子里，裝著此次作業的材料。兩位工作人員調整好參數，打開停放在不遠處的雷達設備，寒風中，無人機轟鳴起飛。很快，裝載在機身上的鏡頭顯示了空中情況，各項參數也借助相關設備傳輸回地面。

　　“人工增雨（雪）講究‘三適當’――適當的區域、適當的劑量、適當的時機。”烏魯木齊市氣象局人工影響天氣辦公室四級主任科員瓦熱斯江?吉力力說。

　　人工增雨（雪）的原理，是通過飛機、火箭、高炮等工具向云中播撒催化劑，促進云水向降水的轉化，如播撒碘化銀催化劑，形成大量的人工冰晶，相當于增加了云中的凝結核，促進云中過冷水冰晶化，使云中的小冰晶很快降落下來，形成降雪。

　　在新疆，人工影響天氣作業播撒的催化劑以碘化銀為主，但用量極小。因此，雖然碘化銀中的銀離子是重金屬，但分散在很大的區域里面，單位面積含量微乎其微。國內外對長期進行人工影響天氣作業地區的監測表明，水體銀離子含量遠低于國家飲用水安全標準。因此，人工影響天氣作業，不會對生態環境和人類健康產生負面影響。

　　一般來說，人工增雪的效果比較明顯，條件合適時在影響區域內增雪量一般可以達到15%―20%。

　　“我們收到新疆氣象臺關于本次寒潮天氣過程的預報信息后，立刻進行了人工增雪潛力分析。”新疆人工影響天氣辦公室副主任李圓圓總結了從12月9日到13日傍晚的人工增雪作業――

　　庫車市、于田縣和克拉瑪依市3個飛機增雪基地的載人飛機，進行了飛機人工增雪作業，影響的范圍包括塔城地區、博爾塔拉蒙古自治州、伊犁河谷，還有石河子市以西的北疆沿天山一帶、阿克蘇地區和巴音郭楞蒙古自治州北部、巴音布魯克山區和且末縣、若羌縣一帶；地面的人工火箭人工增雪作業則在上述區域以及昌吉回族自治州、克拉瑪依市等地展開。

　　截至12月中旬，今年各地人影部門在全疆淺山區、河流集水區、森林草原、重點生態保護區等區域內，實施冬春季人工增雨（雪）作業，作業面積56.5萬平方公里，累計增加降水約13.83億噸，相當于7個天池的蓄水量。

　　“以棉花為例，如果這些水全部儲存利用，按照每畝棉田年均350―500立方米用水量計算，可用于300萬畝左右的棉田灌溉。”李圓圓說，新疆人影作業不只在人工增雨（雪）方面成效顯著，在防雹減災、生態環境保護與建設、森林草場滅火等領域也發揮著重要作用。

　　目前，新疆已經建成覆蓋主要山脈和河流流域的人工增雨（雪）、冰雹頻發區域的人工影響天氣業務技術體系，初步形成了區、地、縣三級指揮，區、地、縣、作業點四級作業的人工影響天氣業務體系。

　　充分挖掘“空中水庫”巨大潛力

　　雖已進入隆冬時節，但在巴音布魯克山區的一處冬窩子，成群的羊兒正低頭啃食牧草。

　　和靜縣巴音布魯克鎮巴西里格村牧民達瓦才仁騎在馬上，看著個個膘肥體壯的羊兒，興奮地哼起了小曲。

　　“今年牧草長勢非常好，不僅密而且長得高，往年8月就開始加備用草料了，今年到現在靠自然生長的牧草就夠了。”達瓦才仁說。

　　由于草場的牧草長得旺，羊兒長得肥，今年達瓦才仁家的400多只羊平均每只多賣了100多元。

　　來自新疆氣候中心的數據顯示，今年夏季為有氣象記錄以來最熱夏季，平均氣溫為歷史同期第一高，平均降水量為歷史同期最少。

　　氣溫偏高、降水偏少。在這樣的氣候背景下，巴音布魯克山區的牧草長勢卻旺得很，用達瓦才仁的話說，“很多年沒見過長得這么好的草”。

　　巴音郭楞蒙古自治州人工影響天氣辦公室常務副主任李剛揭示了其中的奧秘。

　　“今年以來，依托《巴音布魯克山區空中水資源開發技術研究與應用》項目，巴州人工影響天氣辦公室聯合新疆人工影響天氣辦公室、中國氣象局人工影響天氣中心在巴音布魯克山區常態化開展人工影響天氣作業。”李剛說，今年我們抓住每一次降水天氣過程，實施飛機、無人機和地面火箭、碘化銀煙爐空地聯合立體催化增水作業。

　　中國氣象局人工影響天氣中心效果評估室主任、副研究員王飛是項目的參與者。他說：“經初步分析顯示，作業效果明顯，作業后影響區出現降水量增加、水體面積擴大、牧草長勢旺盛等生態環境向好的現象。”

　　數據是最好的印證。巴音布魯克氣象站監測數據顯示，今年1―10月，巴音布魯克山區累計降水341.8毫米，同比增長23%；開都河徑流同比增加3.1億立方米。林草部門提供的信息顯示，巴音布魯克草原生態環境持續改善，局部退化趨勢得到有效遏制，天然草原綜合植被覆蓋度由2015年的53.7%提高到目前的69.43%。

　　巴音布魯克山區空中水資源成功開發的案例，也為其他地方云水資源開發提供了示范。

　　新疆天山、阿爾泰山和昆侖山是西風環流攜帶水汽的必經之路和降水天氣系統的迎風坡，有利于空中水汽匯集和氣流抬升形成降水，增水條件優越，是最適宜開展人工增雨（雪）作業的地區。其中，增雨（雪）潛力高值區域主要分布在天山西部昭蘇、中天山巴音布魯克到天池一帶、東天山巴里坤等地區。

　　“新疆屬于我國重要農業大區，農業的發展離不開水。而干旱又在自然災害里面占比較重。”新疆人工影響天氣辦公室總工程師李斌說，為了充分挖掘水資源潛力，2008年，新疆首次把空中云水資源的開發納入“大水利”范疇，開啟了人工影響天氣作業由傳統的應急型防災抗災，向常態化科學開發利用空中云水資源的轉變，使得新疆的空中水汽資源得到更加充分利用。

　　據測算，新疆上空年水汽總量超過23000億噸，僅形成2600多億噸降水，水汽轉化為降水的轉化率約為11.3%，低于西北地區（15.4%）和全國（34%）平均水平，人工增雨（雪）潛力巨大。

　　“三山夾兩盆的特殊地形，決定了新疆云水資源開發具有很大潛力。”中國氣象局烏魯木齊沙漠氣象研究所副所長姚俊強說，新疆形成降水的水汽主要來自西南暖濕氣流，可開發利用的云水資源主要在低層，以地形云為主，對其他區域不會有明顯影響。

　　為充分開發新疆空中云水資源，今年12月，新疆空中云水資源開發利用創新研究院揭牌成立。該研究院以新疆云水資源開發為重點研究方向，將開展人工增雨（雪）前沿和核心技術聯合攻關，持續提高人工增雨（雪）作業水平，拓展新疆水資源增補渠道，大力提升對新疆水資源可持續利用的科技支撐能力。

　　“創新研究院的目標就是要充分挖掘新疆‘空中水庫’的潛力，努力將水汽轉化為降水的轉化率提升至15%。”姚俊強說，西北暖濕化趨勢將使新疆空中云水資源更趨豐富，未來新疆將借助創新研究院，加大研發力度，有效提高云水資源轉化率，為新疆水資源總量再添“一杯水”。

　　趨利避害織就空中“防雹網”

　　人工增雨（雪）僅僅是新疆人工影響天氣作業的一方面。利用相似的作業原理，新疆人工影響天氣在人工防雹領域同樣可以大展身手。

　　阿克蘇地區紅旗坡農場，經常能看到成片的果樹上“罩”著一層“薄紗”，當地人稱之為“防雹網”。

　　當地蘋果種植大戶杜民超說，即使一場輕微冰雹，有時一畝地也可損失七八千元。

　　既然人工能化云為雨，那這些冰雹是否也能干預？答案是肯定的。

　　由于特殊地形特征和氣候暖濕化趨勢等因素影響，每年4―9月阿克蘇地區冰雹生成快、危害大。

　　“在冰雹形成之前，我們就讓它們以雨的形態落下來。”阿克蘇地區氣象局副局長羅繼說，所采用的方法與人工增雨的原理類似，但過程要復雜得多。

　　防雹，首先要有一雙“慧眼”――雷達。“就像做CT，它可以監測到對流云團發生演變的整個過程。”羅繼解釋。

　　為此，阿克蘇地區不斷對雷達系統升級換代，近兩年分別在烏什縣和柯坪縣新建兩部X波段雙偏振天氣雷達，今年還通過中國氣象局烏魯木齊沙漠氣象研究所的試驗項目新建了兩部X波段相控陣天氣雷達。庫車市C波段天氣預警雷達今年已開工建設，預計明年建成投入使用。監測盲區大幅降低，大大提升了當地對強對流天氣的監測能力。

　　監測能力跟上，配置也必須充足。羅繼至今記得2021年阿瓦提縣的一場冰雹。他說，防雹作業是在它慣常路徑上部署攔截，形成防線。但那場特殊天氣卻繞到了防線后方，突襲了防雹最薄弱的區域，形成了嚴重災害。

　　為此，阿克蘇地區氣象局認真開展災情調查與復盤，在地委和行署領導的高度重視和大力支持下，阿克蘇地區出臺《阿克蘇地區防雹指揮作業體系優化方案（2022―2024年）》（以下簡稱《方案》）。

　　《方案》實施近兩年來，阿克蘇地區新建作業基地2個，新增作業車輛47輛、火箭發射架69套，增加作業人員65人，自治區支持的3個作業基地已完成招標，預計明年開工建設并投入使用。

　　同樣要跟進的，還有機制。

　　防雹依靠的是地面足量作業。過去，防雹作業所需的彈藥由各縣市自行采購，在防雹過程中難免出現“各掃門前雪”的現象。

　　為打破這種局面，阿克蘇地區建立了補充彈藥機制，由地區人工影響天氣辦公室統一調控。“冰雹上游區域要加大作業量，地區給予補充彈藥支持，讓上游縣市放心打。”羅繼說，不再算小賬后，就能在最佳時機、最佳地點把冰雹消滅掉。

　　在資金支持上，不僅當地財政拿出專項資金，保險公司也出資采購彈藥，加之阿克蘇地區和兵團第一師人工影響天氣隊伍施行兵地聯防聯控機制，確保了防雹作業順利進行。

　　彈藥充足、各地協同配合下，防雹前線開始前移。阿克蘇地區氣象局高級工程師張磊舉例說，原來柯柯牙作業點的位置比較靠后，冰雹云從山上下來會直接影響北部農田，現在在冰雹云初始階段的山區開展作業，不僅可以消除隱患，還能有效增加山區、戈壁降水。

　　機制優化的效果是看得見的。溫宿縣柯柯牙鎮321作業點炮長陳吉財說，雷達站精準監測，空管部門提供空域安全保障，兵地聯防聯控，流動和固定防雹作業點不斷更新和變化，大家相互配合，人工防雹作業效率顯著提升。

　　據當地氣象部門不完全統計，阿克蘇地區近兩年（2022―2023年）比《方案》實施前三年（2019―2021年）平均冰雹受災面積減小47.6%，經濟損失減少45.6%。

　　截至12月中旬，全疆9個地（州、市）人工影響天氣部門今年已開展地面人工防雹作業2588次，防雹保護面積4萬平方公里，累計減少損失約8.23億元。

　　目前，新疆已建成阿克蘇地區、南疆棉區、伊犁河谷、奎（屯）瑪（納斯）聯防區等七大防雹區域，人工防雹作業保護耕地面積約4萬平方公里，每年減少冰雹災害損失70%左右，可取得8億元以上經濟效益。

　　構建云水資源開發的科技支撐

　　12月6日，一架搭載著國內首套無人機云霧氣溶膠探測系統的無人機從烏魯木齊甘泉堡經濟技術開發區（工業區）一處作業點盤旋上升。

　　李圓圓介紹，借助這套云霧氣溶膠探測系統可以監測云、霧和降水形成的天氣條件，如云的厚度要大于2000米、水汽充足、云中過冷水含量超過0.01克/千克等，達到一定條件才能考慮開展作業。

　　然后，通過飛機、火箭、高炮、地面煙爐等作業手段，將催化劑準確地送達云中適當部位，針對不同的需求采用不同的作業方式。

　　“作業完成后，我們會再次通過對云降水參量進行精細化觀測，對比作業前后或作業區域周邊相關參量的變化來分析作業效果。”李圓圓說。

　　在人工影響天氣過程中，監測扮演著非常重要的作用。例如，哪朵云能化雨？新疆氣象部門依靠的是現代化的探測設備，包括天氣雷達、云雷達、微波輻射計等地基云降水特種觀測設備，探空儀、飛機等空基觀測系統，地球靜止衛星、極軌衛星等天基觀測系統。

　　采用這些設備獲得的觀測資料，新疆人工影響天氣部門將其應用于云降水監測預報系統，制定了相關的指標，便于全疆各地判斷是否適合開展人工影響天氣作業。

　　然而，人工影響天氣作業后，云和降水是否產生了預期的明顯變化？對作業效果的監測，目前依舊是全世界范圍內面臨的科學難題。

　　在新疆，目前主要采用統計分析的方式，是通過歷史降水數據估算作業區的自然期望降水量，與實際觀測結果進行對比，進而計算人工增雨（雪）效果。

　　王飛說，目前國內人工增雨（雪）的效果評估主要通過3種方式來實現，但都有一定的局限性，要根據實際情況綜合研判采用哪種評價手段。

　　為了更加準確監測作業效果，近年來，新疆各地人工影響天氣部門加大投入研發力度，新疆人工影響天氣作業裝備現代化水平不斷提升。

　　2022年12月，新疆首架國家級人影托管飛機“空中國王350”在庫車市正式交付使用，這標志著新疆氣象和人工影響天氣有了自己的飛機，改變了一直以來采取租賃飛機開展人工影響天氣作業的方式。

　　“空中國王350”攜帶機載云雷達、氣象探測系統和氣溶膠理化特征觀測設備等，可以對新疆不同區域云降水特征開展觀測研究，配合地面作業和觀測，分析不同云系的增雨（雪）潛力、作業時機、播撒部位和催化劑量。

　　不僅如此，新疆人工影響天氣部門目前研制了基于機器視覺的雪深監測系統，已經在2021年通過中國氣象局的科技成果鑒定，同時在烏魯木齊市、巴州、昌吉州、阿勒泰地區等地進行推廣。

　　李圓圓介紹，該系統可以直接通過拍照和讀刻度尺上被雪掩蓋后露出的數字來獲取積雪深度，這對開展山區火箭和煙爐增雨（雪）后的作業效果評估可以起到促進作用。

　　為提高山區煙爐作業效果，新疆人工影響天氣部門正在研制地面碘化銀煙爐遠程控制系統，未來可實現系統判斷達到增雨（雪）作業指標后直接發布作業的指令，實現全程作業自動化。

　　除了作業效果監測外，當前人工影響天氣工作仍然存在其他待破解的難題以及工作短板。

　　李斌說，新疆人工影響天氣作業的監測能力和效果評估都有待進一步提升，而重要制約因素就是高端人才嚴重缺乏。不僅如此，在基層還存在組織機構和機制不健全、作業隊伍不穩定、資金保障不到位、空域批復難等問題。

　　為提升人工影響天氣作業效率，不久前，自治區重點研發專項“高寒山區云水資源精細探測及人工增水關鍵技術研發與應用”獲批立項，項目研發周期3年，旨在提升新疆人工增水效率，并形成可推廣的新型人工增水技術，為大規模云水資源開發奠定基礎。

　　該項目首席科學家楊蓮梅說：“依托該項目，未來人工影響天氣作業可實現全過程智能化操作，通過精準定位實現作業更精準、更科學。”