人工影响局部天气工作拾零

人工影响局部天气工作拾零

陈玉山

宁夏的人工影响局部天气工作，从20世纪50年代就开始了。当时由于技术条件的限制没有形成规模化，也没有取得明显的效果。1972年，在武汉召开全国人工影响局部天气会议，1973年，全国人工增雨业务全面展开，宁夏也重新开展飞机人工增雨工作，由自治区科委牵头，自治区气象局具体实施。

我是由气象台预报组被抽调到飞机人工增雨的工作组中，负责飞机实施人工增雨的天气保障。后来气象科研所成立，我当上人工影响局部天气办公室主任。70年代的人工增雨作业只在湖南、内蒙、吉林等少数省区作过实验。对于如何进行人工催化、采用什么催化剂等问题，我们没有一点经验，开始时也只能照搬外省的做法，采用盐粉、尿素等作为飞机人工增雨的催化剂。由于受到飞机载重量的限制，每次飞行只能装载两吨催化剂。在高空缺氧的条件下，要把两吨催化剂播撒出去，也要花很大的力气。每次作业飞行要上四五个小伙子才能完成任务。为了减少空中的劳动强度，我们采用尿素饱和溶液，在空中实行自动播撒。为了了解作业云层的微观物理特性，我们向兰州的高原大气所借了一套手动观测仪器、云中滴谱仪、含水量仪，冰雪晶含量仪。经过几年的资料积累和计算整理得出这样一结论：宁夏地区的高层云的滴谱较宽，液态水含量也较多，冰雪晶量较少。也就是说在宁夏上空的层状云，自然降雨发展不够充分，所以人工增雨催化有较好的潜力。如何进行人工催化，是人工增雨成败的关键。用什么催化剂尤为重要。我区纬度高降雨云层温度都在零度以下，属于冷云降雨。因此要用冷云催化剂（干冰、碘化银）。我们采用干冰作为降雨催化剂，再将尿素饱和溶液播撒器改为碘化银乳化溶液播撒器。由于干冰用量受到一定条件的限制，碘化银乳化溶液受到喷头的限制，喷撒颗粒太大，它的成核率也就低，不能充分发挥碘化银的成核率。

到了90年代，吉林、新疆从美国购进两台碘化银燃烧炉，每台七千美元。我区每年给的人工降雨经费很少，根本没有能力来购买。因此，我利用到新疆参加人控会议的机会，参观了新疆购买的碘化银燃烧炉，回来后就与甘肃陈道财商量，决定两省合作做两台碘化银燃烧炉（当时甘肃与宁夏合用一架飞机进行人工增雨）。我负责设计生产碘化银燃烧炉，陈道财负责无线电自动点火装置，当年就实验成功。1992年生产了两台碘化银燃烧炉。当时我是根据新疆购进的燃烧炉原理生产加压式燃烧炉的，也就是在地面将碘化银溶液加入炉膛内，再用冷气瓶加压使炉膛内达到了3个大气压，飞机到达作业区打开电磁阀喷液点火燃烧，直到作业结束，这样就大大地减少人工增雨作业的劳动强度，同时提高了碘化银的成核率。经过一年的试用，发现它的缺点是碘化银不是均匀地播撒，碘化银在单位时间的播撒量随着炉膛压力的变化和飞行速度的变化而变化。随后我利用飞机飞行时产生的动压，重新设计zy-2型碘化银播撒器。就是利用飞行产生的动压将碘化银溶液压出喷嘴，再用旋转气流板产生的高速旋转气流，将碘化银溶粉碎成雾状易于燃烧。它的播撒量完全由喷嘴的孔径来决定，在喷嘴固定的条件下就能做到均匀的播撒。我们的zy-2型碘化银播撒器就此诞生了。将zy-2型碘化银播撒器拿到北京气科院人控所的风洞进行检测，结果是燃烧炉喷口中心火焰温度高达1100℃，燃烧碘化银溶液的成核率达1014个立方米。达到了国际先进水平。1996年获自治区科技进步三等奖。

全国进行飞机人工增雨的省份中有青海、甘肃、陕西、河南、山东、北京、河北、浙江、内蒙、江苏、安徽、广西等十几个省区都使用我们生产的zy-2型碘化银播撒器进行飞机人工增雨作业。我们这项发明为全国飞机人工增雨作业作出了贡献。与此同时，我们的北方层状云人工降水试验研究项目，也获得1993年国家科技进步二等奖。

宁夏南部山区是我区贫困区，这里自然灾害频仍，旱灾、雹灾严重。农民辛苦一年的庄稼眼看就要收获了，经常被一场冰雹砸得颗粒无收。1980年至1987年我去六盘山区进行冰雹灾害的研究。我们要预防冰雹的灾害，首先要了解冰雹是如何形成的，在什么样的环境条件下生成，要有多大的垂直气流，在什么样的温度条件下形成等。当前我们只有六盘山一部711雷达，只能探测到冰雹云形成的雷达回波的变化、所在位置及移动方向速度等。我们能否利用冰雹生成时自身带来的信息进行分析，得出冰雹生成的环境和条件，这又是一个关键。为了解决这一难题，我们每逢降雹时，就到降雹区进行调查和拾一些雹块进行分析。1984年7月20日海原县郑旗乡下了一场大冰雹。我们连夜下山赶到那里，所看到的庄稼全部被砸光，路边的柳树枝叶全部打光，房上的瓦全部被砸成碎片，冰雹顺水流到水沟堆起一米多厚的雹墙，雹块直径都在2厘米以上。大的有3～5厘米，我拾了些雹块，最大的直径达7.3厘米。将这些雹块带到兰州高原大气所。在冰川所的冷冻室（它的环境温度是零下20℃）进行解剖，切成薄片，用双偏振光进行冰雹晶体的显微照相。并将雹块以同半径进行取样，一共10个雹块共取了43个氘样品，送往新疆农业科学院中心实验室和青海盐湖研究所，进行同位素氘光谱分析。将显微晶体照片进行晶体长度测量。我们知道同位素氘分布随高度升高而减少，当水冻结成冰时它形成的冰晶长度随温度降低而变小。我们又进行垂直气流的计算等。结果得知，冰雹是在零下10℃～15℃的温度环境下形成的，高度在7000～9000米之间，最大的垂直气流达100米/秒以上。这一发现给宁夏防雹工作提供了理论依据，为农业减灾防灾尽了自己的一份力量。

（作者单位系宁夏气象科研所）