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水的重要性不言而喻,特别是对于深居内陆的甘肃,“雨水贵如油”的比喻豪不夸张。位于甘肃河西走廊内的祁连山这座庞大的生态系统,被誉为“冰源水库”。它独特的坡地原始森林与草地构成的水源涵养林起着调蓄水源、保持水土、调节气候的作用。因此,祁连山的水源情况与河西走廊的生态状况有着千丝万缕的联系。
2016年6月甘肃省政府印发《甘肃省“十三五”气象事业发展规划》,提出要在“十三五”时期重点推进祁连山人工增雨(雪)体系工程(二期)等重点人影工程项目建设。副省长杨子兴在甘肃省气象局报送的《2016年甘肃省人工影响天气工作计划》上批示指出,要突出科学性、有效性、准确性,力求人影工作助推农业生产和防灾减灾。省气象局要求提高人影服务能力,提高人影科技水平,保障作业安全,加强队伍建设。
两大人影工程“关注”祁连山
甘肃省人工影响天气办公室(以下简称省人影办)副主任尹宪志说:“祁连山的高山融雪养育着沿山而居的众多人口,而且对全省生态环境和社会经济发展起着巨大支撑作用。合理开发祁连山空中云水资源,在一定的天气条件下促进云雨转化,增加区域降水量,弥补地表水不足,对祁连山脉生态系统、水资源有着非凡的意义。”
因此,国家级人影项目西北区域人工影响天气能力建设工程和甘肃省祁连山人工增雨(雪)体系工程“沉淀”在祁连山。
其中,西北区域人工影响天气能力建设工程,计划建设祁连山地形云人工增雨(雪)试验示范基地,开展外场作业试验、新型催化作业装备和催化剂研发,结合空地一体的地面作业试验、云雾降水多尺度宏观、微观特征和成云致雨机理研究的专项探测试验。目前已安排建设了降水类天气现象观测仪、六要素自动气象站、基于北斗卫星导航系统的气象探测火箭系统,开展针对西北区域天气气候和人影业务特点的外场作业试验和效果检验工作。
祁连山人工增雨(雪)体系工程建设主要由飞机作业能力建设、飞机作业保障基地建设、人影作业指挥系统建设、地面人影作业能力建设、观测系统建设、效果检验外场试验区建设六部分组成。项目目标将甘肃省飞机人影作业可覆盖面积由23万平方千米扩展到45万平方千米,作业期由季节性作业拓展到全年性作业,作业对象由层状云、对流云为主拓展到具有西北特点的山区地形云,并提升增水效果、增水面积和防雹保护面积。
通过项目实施,建立飞机和地面作业、作业保障和指挥、观测、试验示范、技术支撑等构成的较为完善的甘肃人影作业体系,为甘肃乃至西北区域的生态安全、抗旱救灾、森林防火等提供有效保障。
多项技术理论“打前站”
台上十分钟,台下十年功。
近几年,为了使祁连山人工增雨(雪)体系工程能紧密结合干旱区人工影响天气关键技术,省人影办克服了研究内容涉及面广、技术难度大等困难,积极促进干旱区人工影响天气关键技术发展并取得多项成果。同时,还在干旱区人影技术理论创新研究方面揭示了干旱地区空中云水资源的分布特征,建立干旱地区人影的作业条件识别等关键技术,探讨适用于干旱区的人影作业指标体系;建成《甘肃省省级人工影响天气综合业务平台》系统,开发三维立体多种分析、人工影响天气作业指挥系统及效果评估系统,开展干旱地区高炮防雹、河西走廊东部人工增雨效果检验及评估工作。省人影办研发的膛哑弹液压退弹器、新型延时自动点火焰弹在行业内得以推广使用,提高了人影作业的安全性。
针对霜冻对林果业的危害,省人影办首次揭示了霜冻天气过程前近地层逆温(1~10m)为4~6℃的科学事实。通过防霜机试验评估研究,为人工防霜冻和国内首台“高架长叶片防霜机”研制提供了理论依据。从2014年开始,防霜机在西北等地大力推广应用,一场霜冻天气过程就可以减少果农经济损失上亿元。该项目试验研究创新发展了气象防灾减灾的工程技术方法,拓展了人工影响天气的新领域。
“三年磨一剑” 人影综合业务系统提升作业效果
按照全国人工影响天气三年行动计划实施方案要求,省人影办构建了具有本省特点的过程预报、潜力预报、监测预警、跟踪指挥、效果检验五段实时业务。省人影办自主研发建设的集数据管理、决策分析、作业指挥、效果评估、信息管理等功能于一体的省级人工影响天气综合业务系统,经过三年的业务应用和完善,2016年在市级人影部门推广应用,效果良好。
此外,省人影办定期发布《每周人影作业形势展望》和《甘肃省人工增雨潜力分析》,结合卫星、雷达等实况监测和本省作业概念模型、作业指标,以人影指挥系统为分析平台,制作人影作业条件潜力预报产品;利用北斗地空通讯系统实现飞行作业过程动态监控,以便选择催化方案,精准作业;开展作业效果的定量统计检验和综合效益评估。
据了解,近几年,省人影办指导河西市级单位抓住关键时期在祁连山腹地开展地面增雨作业,有效增加了山区积雪和四大河流的来水量,为石羊河流域生态环境建设和实现重点治理控制性目标作出了重要贡献。