“氣候變化對水資源產生了很大影響,尤其是對北方。”中國氣象局應急減災與公共服務司司長陳振林說,“對華北地區來說,近50年氣溫升高,降水減少,加劇了水資源的緊張。”中國氣象局發布的《2011年中國氣候公報》顯示,去年全國的平均降水量為556.8毫米,比常年偏少9.1%,為1951年以來最少。
一面是干旱、降水減少,一面是水資源嚴重短缺。專家稱,隨著工業化、城鎮化的深入發展,我國的水資源需求還會持續增長、水資源供需矛盾將更加尖銳,對經濟增長和社會發展構成的威脅也將日益增加,如何應對水資源短缺成為當務之急。
中國氣象局局長鄭國光表示,我國天空中“藏著”7個三峽水庫,科學合理地開發利用空中云水資源,對緩解我國水資源短缺等問題十分有利。
開發潛力巨大
在強烈的需求推動下,我國開展了大量的人工增雨(雪)作業。中國氣象局人工影響天氣中心副主任王廣河告訴記者,目前我國人工影響天氣作業規模居世界首位,增雨作業面積達500多萬平方公里,服務領域也不斷拓展到森林防火、生態保護、水庫蓄水、重大社會活動保障等多個領域。
吉林省是我國首次開展人工增雨作業的地區,從1951年至2009年,全省平均氣溫上升了1.6攝氏度,平均年降水量減少了69.8毫米,中、西部糧食主產區“十年十旱”。吉林省將空中云水資源開發作為保障工程,納入增產百億斤商品糧能力建設規劃。自2004年以來,全省共開展空、地協同作業293次,累計增加降水量95億立方米,實現了糧食生產九連增。
作為北京“水塔”的密云水庫、官廳水庫,其蓄水量直接影響著北京市民的飲用水安全。從2003年起,北京與周邊省市聯合,建成了水庫流域約3.5萬平方公里的人工增雨作業網,實施水庫增蓄型常態化作業。據評估,人工增雨作業為密云、官廳和白河堡水庫凈增加的入庫水量約占三座水庫總來水量的10%。
在江蘇,人工增雨作業成為太湖藍藻綜合治理的重要手段之一;在四川、重慶、福建,人工增雨作業用于改善空氣質量、應對突發污染事件;而上海、浙江等地則開展了夏季人工增雨城市降溫作業……人工影響天氣作業廣泛應用于經濟社會發展的諸多方面,迸發出了勃勃生機。
據王廣河介紹,目前我國形成了國家省地縣四級人工影響天氣業務體系;已基本形成了以云物理特種觀測為手段的作業條件監測和預報方法;形成了以飛機、高炮和火箭等作為運載工具的作業催化方法;發展了具有國際先進水平的多維云數值模式;提出了不同云條件下催化技術指標。這些業務體系和技術手段的發展,為提高作業效率和效益奠定了基礎。
“按照現在的技術水平,如果能夠充分開發全國的空中云水資源,人工增雨潛力約為每年2800億噸。”鄭國光說。
如何化云為水
盡管可開發利用的云中水資源潛力是巨大的,但究竟能開發利用多少,取決于多個方面的因素。當前,我國平均年云水資源(含水汽)約為22萬億噸,但降水效率僅28%左右,87%的云水資源飄出了我國上空。
王廣河說,人工影響天氣不是“無中生有”,人工增雨主要是通過飛機、高炮、火箭等工具向云中播撒催化劑,促進云水向降水轉化的過程。因此,組織實施人工增雨作業,應當具備適宜的天氣氣候條件。“通過周密的天氣分析,跟蹤探測有利于降水的云層,根據降水云(系)的宏觀與微觀結構特征及其發生、發展與演變情況,科學地分析出云層催化條件,并加以科學的組織和實施,才能夠起到人工增雨的作用。”
然而,在進行常規的人工增雨(雪)作業時,現場的監測、作業技術等往往不能滿足要求,特別是一些高端先進的探測和作業技術更是缺乏,限制了對云的精細結構、粒子相態等了解和作業效果的評估。
除了技術上的原因,還有體制機制上的原因。身處一線的山西省人工增雨防雹辦公室主任李培仁對此感受頗深。他告訴記者,“山西省人工增雨作業每年飛行150架次,約占全國當年飛行架次的六分之一。之所以能飛這么多,飛得這么順暢,關鍵是協調得好”。
據了解,增雨作業涉及氣象、民航空管、部隊等多個單位,如果部門之間協調銜接不到位,一次天氣過程過去了,空域申請可能還沒有批下來。同時,云的流動性決定了人工影響天氣也需要加強區域合作。
2010年,我國投資10多億元,在吉林白城建立了東北區域國家級人工影響天氣基地,這是我國第一個國家級的人工增雨示范區。王廣河說,“通過示范區的建設,不僅針對不同云系開展作業示范試驗,獲取關鍵的作業技術指標,而且以此探索基地的運行方式和管理機制,這對科學開發利用空中云水資源具有十分重要的作用”。
王廣河表示,今后一段時期,人工影響天氣工作的重點是,要進一步強化部門聯動、區域聯防機制;進一步提高云水資源開發的科研水平,使我國人工增雨效率再提高3%至5%。
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