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华北多地候初雪,人工增雪可行吗?

2023-01-19 10:37:04   来源: 浙江天气网

    新年伊始,辞旧迎新,但是许多人在瑞雪中迎接新年的愿望又一次落空了。今年1月上旬,北京、河北等部分华北地区或许都等不来2023年的第一场降雪。

  天公不作美,迟迟不能降雪,“人工”能不能帮忙?最近在网络上,人工增雪屡被提及。那么,这种降水方式是否可行呢?

  为此,记者采访了中国气象局人工影响天气中心二级研究员姚展予,就人工增雪的相关问题进行了解答。

  冬雪匮乏会对农业生产造成影响

  瑞雪兆丰年,洁白的雪不仅是大地的装饰品,对于自然生态环境来说,一场大雪更是必不可少的越冬“物资”。

  在我国广大的农村地区,流传着这样一句俗语:冬天麦盖三层被,来年枕着馒头睡。这里的“三层被”指的就是积雪。

  姚展予告诉记者,冬季降雪对于越冬农作物有着重要的意义,长期不下雪首先会造成土壤干旱,对冬小麦等作物的正常生长带来不利影响。

  “如果整个冬季不下一场大雪,很容易造成土壤干旱,影响冬小麦的正常水分供给。”姚展予表示。

  其次,缺少了冬季降雪,冬小麦的抗寒能力也会大大下降。积雪疏松多孔,一层厚厚的降雪像一条柔软的“棉被”,将土壤、作物与外界的冷空气隔绝开来。积雪既能防止土壤中的热量流失,同时也能阻挡寒冷的空气侵入。如果缺少了这层“棉被”的保护,加之土壤较为干旱,土壤中的冻土层深度便会增加,致使越冬小麦发生冻害,造成小麦麦苗出现发红等现象。

  “开春后,这些发红的叶片很容易枯萎,对小麦生长有一定的不良影响。”姚展予介绍道。

  冬雪除了对越冬作物本身有影响外,也影响着土壤中越冬害虫的成活率。一场覆盖整个麦田的大雪融化后,雪水渗入土壤,在低温的作用下,地表层的土壤将形成冰土层。如此一来,隐藏在浅层土壤中的部分越冬害虫将被冻在冰土层中。冰土层内的低温、缺氧环境,会让害虫死亡。而如果一个冬天都没有降雪,缺少了低温这一“天敌”,待到春天气温回升后,农作物虫害势必增多,到时便需要加强对小麦等越冬农作物的病虫害防治工作。

  除了对农业生产造成影响,长期缺少降雪也会使得冬季空气寒冷干燥,飘浮在空气中的灰尘、细菌等难以得到有效抑制,会对人们的身体健康产生不利影响。尤其会加速呼吸道病毒的传播,容易诱发呼吸道类疾病。

  不是“无中生有”而是“锦上添花”

  冬雪虽好,却不是说有就有。从宏观的天气条件来看,雨雪的形成需要冷暖气流交汇,且云层中要拥有足够的水汽。从微观层面来看,还需要云层中有充足的冰核帮助雪晶聚少成多,变成雪花降落地面。因此,对于人工增雪作业来说,最重要的是天气系统和云系条件。只有二者符合基本条件,才可开展人工增雪作业,否则也只能是“巧妇难为无米之炊”。

  姚展予提醒道:“人们经常将人工增雨、人工增雪称为人工降雨、人工降雪,这是不准确的,因为人工增雨/雪作业只能在原有的天气条件上‘锦上添花’,而无法实现‘无中生有’。”

  首先,实现人工增雪需要有合适的云层。

  温度在零摄氏度以上的云层被称为暖层,温度在零摄氏度以下的云层被称为冷层。冬季北方地区的云层主要以冷层为主。如果云层中的水汽充沛、自然冰晶数量充足,就容易触发自然降雪过程。但如果云中缺乏自然冰晶,这时便需要借助人工手段向云中播撒人工冰核,促使云中的冰晶数量迅速增加。

  目前,人们选用充当人工冰核的主要是碘化银。它的使用方法也十分简单,利用飞机、火箭弹、地面燃烧炉等方式将含有碘化银的物质直接播撒至云中的合适部位,随后便可以等待降雪。

  由于受自然条件限制,人工增雪作业在实施前需要进行大量的准备工作。

  姚展予告诉记者,人工增雪的流程一般为,首先通过天气预报和云预报确定适合人工增雪的云系。随后设计好相应的作业方案,准备好飞机、火箭、地面燃烧炉等作业工具。当天气系统基本符合条件时,利用卫星、雷达等对云系进行跟踪监测,一旦符合人工增雪条件,便立即申报作业空域,紧接着便是飞机升空、火箭发射,一系列增雪作业迅速展开。在作业结束后,还需要综合雷达回波、地面降雪量等评估作业效果。

  使用碘化银不会对人体造成伤害

  或许是人们对于洁白无瑕的雪花有着太多美好寄托,当增雪前加上“人工”二字时,人们心中难免产生疑问,人工增雪带来的雪还是真的雪吗?甚至在朋友圈中也一度流传着这样一则谣言:人工增雪的雪花中含有碘化银,对身体有害,因此不宜接触。

  对此,姚展予表示,人工增雪作业中确实需要用到碘化银,这是因为碘化银的分子结构与冰晶的分子结构非常相似。碘化银在云层中可以充当人工冰核,增加冷层中的冰晶浓度,促进冷层的降雪过程。

  也正是由于碘化银的这一优异特性,只需要1克的碘化银便可以在零下15摄氏度的环境中生成10^13—10^14个冰晶核。因此,在实际人工增雪作业过程中,碘化银的使用量并不高。

  早在上世纪60年代,国际上便开始研究碘化银对环境的影响。美国、西班牙、澳大利亚等多个国家都对碘化银催化降水后环境中的银离子浓度进行了长期跟踪检测。研究结果表明,人工影响天气作业后产生的银离子浓度低,对环境的影响可以忽略不计。

  我国也开展了碘化银对环境影响的研究。例如,从2003年开始,北京市每年夏季都会在密云水库和官厅水库区域进行蓄水型人工增雨作业,并对水库水体进行银离子检测。其检测结果显示,人工增雨作业后,水库中的银离子平均浓度为0.64微克/升,远低于我国及世界卫生组织规定的生活饮用水中银离子浓度不超过50微克/升的标准,这同样表明了人工影响天气使用碘化银对生态环境及人体的影响几乎不存在。

  此外,还有不少人好奇,人工增雪过程是否是“拆东墙补西墙”,挪用了其他地区的降水量?

  对此,姚展予解释道,人工增雪的天气过程一般都是大范围的系统性降雪天气过程,在大范围降雪过程中,水汽是源源不断地从云外向云内补充。同时,上升气流也在不断变化,云本身也在不断形成和发展。

  “大范围的降雪过程不是像河流上游截留下游用水那样简单的问题。因此,人工增雪一般不会对其他地区的云层降雪量产生影响。”姚展予补充道。

  (原标题:华北多地候初雪,人工增雪可行吗?)

  (来源:科技日报  作者:都芃责任编辑:闫泓)


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