職能與作用
“人影辦”,顧名思義,其職責就是根據人類需要改變天氣,增雨抗旱、防雹減災、保障重大社會活動。
人工影響天氣辦公室是人工降雨防雹領導小組的辦事機構。主要負責制定人工影響天氣工作計畫和業務發展規劃,統籌人工影響天氣工作;負責人工影響天氣的業務實施及效果分析、效益評價;開展人工影響天氣套用技術研究。人工影響天氣工作作為一項利民、利國的社會公益性事業,投入少、效益大,在 防災減災、生態環境保護與建設、促進經濟發展中發揮了積極的作用,受到各級黨委和政府的高度重視。經過“十五”的全面發展,人工影響天氣工作已初步建立了一支業務技術精、政治素質強、作風過硬、有一定作業能力的管理和專業技術隊伍。人影作業服務內容已涵蓋了人工增雨抗旱、防雹以及人工增雨森林防火、植水庫蓄水、農田增濕保墒等方面。
各級機構
中央一級“人影”行政機關,是國家氣象局在2007年成立的人工影響天氣中心,它並不是一個管轄地方各級人影辦的機構,而是承擔國家級的人影建設。
另外一個機構,是國家氣象局下轄的應急減災與公共服務司中的“人工影響天氣處”。應急減災與公共服務司的一項重要職責,是組織實施為黨中央、國務院及有關部門的重大氣象服務,為國家重大社會活動提供氣象保障服務。由此看來,為重大活動而改變氣候,實際上早有相關的制度設計。
不過,中國人工影響天氣作業的費用主要來自於地方政府。“人影辦”一般都是各級政府氣象部門下的直屬事業單位,享受財政全額撥款。 但也有一些“人影辦”,是直接隸屬於省級政府,只是委託氣象局管理。如廣西壯族自治區人工影響天氣辦公室為自治區屬、地方財政全額撥款事業單位,委託自治區氣象局管理。
還有一些“人影辦”隸屬於其他相關部門,如北京市人工影響天氣辦公室為北京市農村工作委員會直屬事業單位,只是其日常工作為氣象局代管。
省一級“人影辦”的人員編制,一般在15個左右之間。在編制人員之外,“人影辦”通常也從社會公開招聘專業技術工作人員,有的“人影辦”的“作業人員”,達數百人之多。
崗位及職責
這裡主要說的是地方“人影辦”的情況。職責主要是:負責本地區人工增雨、人工防雹工作規劃、計畫的制定並組織實施,負責本地區人工增雨、人工防雹的組織管理,技術指導及人員培訓工作,負責人工增雨、人工防雹指揮系統的建設及管理工作,負責人工增雨、人工防雹裝備及彈藥的採購、計畫、調配、供應及裝備維修等工作,負責安全教育等工作。
人影辦主任
認真履行人影辦工作職責,傳達貫徹上級的指示、決定,布置落實工作任務,督促檢查各項任務的完成情況,貫徹執行局的各項決策;制定本地人影辦工作計畫,組織業務、政治學習,不斷提高工作人員的綜合素質,制定、細化各項規章制度和工作紀律,進行規範化管理,保證各項業務的正常運行;安排好防雹值班、防雹作業指揮、火箭增雨、空域請示安全管理等日常工作,帶領全科職工住址履行工作職責,積極完成日常工作和年度目標;負責落實人影經費,做好經費預算,加強對經費使用的管理,加強人影工作現代化建設。
人影辦副主任
加強對強對流天氣過程進行技術總結和研究,主持或組織開發產品套用和研究工作;負責組織人影辦的人影技術攻關、科技創新等科研工作,提出人影業務現代化建設的建議,完成重大報告的撰寫。
天氣雷達探測
利用天氣雷達系統監測、分析和預警包頭地區災害性天氣,製作和發布臨近冰雹天氣預報;根據氣象台業務和服務單位的要求,開展加密觀測或跟蹤觀測,並做好服務工作;監視、預警災害性天氣,重點探測暴雨、冰雹等中小尺度天氣系統;維護觀測環境,校對雷達參數,維護和檢修雷達系統;生成、保存和整編雷達觀測資料,進行業務化建設;傳遞雷達觀測數據和產品,編髮各種觀測報;完成上級部門要求編制的各種人工影響天氣報表並通過電子郵件完成傳送、上報任務。
高炮檢定檢修
負責全市的高炮檢定、檢修任務;負責更新防雹增雨所需設備及各種配件;負責制定高炮及火箭增雨安全作業的各種措施;對本地高炮的更新、報廢及作業點的建立,有權提出建議。
火箭增雨
負責本地人工增雨工作(抗旱期間,負責組織調動全市所有增雨車輛進行集中作業);負責收集、整理增雨作業情報及信息,及時傳遞各種人影信息,為本地政府做好服務工作。
網路通訊
負責本地網路通訊暢通無阻,及時傳遞各種情報、信息;做好各地區防雹、增雨工作的空域及作業時限的請示工作,保證作業的及時性和安全性。
工作模式
中國的人工降雨主要依靠高炮作業。發射到雲層的碘化銀炮彈是用軍隊過期“三七”炮彈改裝的。高射炮也是軍用淘汰下來的設備,它的前身是無縫鋼管制作的土炮,發射內裝碘化銀的禮花彈。依靠這些裝備,據評估每次作業也能增加10%~23%的雨量。
而用於北京奧運和國慶閱兵的消雨技術其實也大同小異。氣象專家利用衛星數據協調任務,北京市人工影響天氣辦公室則為空軍作業提供輔助,通過火箭和飛機向雲層打入碘化銀或液氮(乾冰),促使雲層在水庫和河流上空降水。國慶期間,中國出動了5架運-8和5架安-26播雲飛機和48輛消霧車隨時待命,攔截可能給慶典活動蒙上陰影的雨雲。
消霧車的出現主要是為了撥開影響飛機起降的大霧,是人工影響天氣作業中的另一個重點,當機場能見度小於閱兵規定的1公里時,就要用消霧車噴出的氣流將霧氣吹開。一般1條跑道用10台左右這樣的消霧車,在一側一線排好,工作30分鐘後,可使水平能見度增加800米至1000米,並持續30分鐘以上。
審批程式
以安徽省宿州市氣象局的規定為例,假如宿州市氣象台發現該市未來將有冰雹,將首先向人工影響天氣辦公室和各縣氣象局發出預警。
隨後進入第二步,“人影辦”將向市政府主管領導報告實施人影作業的可行性,徵得同意後,還要向相關的空中管制部門提出作業申請。在獲得通過後,人影辦方可作業。在進行人影活動時,各作業點需要不間斷觀測天氣變化,分析天氣演變趨勢,對可能進行的作業點進行定位,在達到作業條件時才能發布作業指令;且作業過後,“人影辦”要向空中管制部門撤銷作業申請。最後,還要向上一級的人影部門和本地政府進行匯報。
發展軌跡
發現人工降雨的原理,要歸功於諾貝爾獎得主、美國科學家歐文·朗繆爾。1946年7月,朗繆爾使用乾冰(固態二氧化碳),在冰櫃中製造出了小型人工降雪(降雪與降雨原理大致相同)。
1944年,朗繆爾發表論文《上升飽和冷氣流中過冷卻微滴》; 1946年,他首次探索改用碘化銀和固體二氧化碳(乾冰)降雨;1948年發表《暖積雲中連鎖反應所導致的降雨》論文,提出了人工降雨中的重要原理——朗繆爾連鎖反應。
中國最早做的人工降雨是在1958年,吉林省這年夏季遭受到60年未遇的大旱。這次作業用的是食鹽,由空軍二航校的飛行員周正駕駛一架圖-2型轟炸機,在雲層播撒了將近200公斤食鹽。圖-2型轟炸機是當時解放軍的主力機型,這次行動也是一次準軍事行動。
1987年5月,大興安嶺特大火災中發射了降雨彈4700枚,據說在一定程度上減小了火勢。20世紀90年代,國外對人工影響天氣的興趣開始減小。2009年2月,中國北方地區發生了38年罕見的乾旱,很多地方使用碘化銀炮彈促使增加降水,使人工增雨在中國成為新話題。
2008年北京奧運會,據中國官方披露數據顯示,開幕式當晚向天空打了1100多枚消雨火箭。
北方旱情嚴重,人影辦又重新發揮了作用。據新華網濟南2月10日電(張玉清、李廣君)空軍的一架國產運輸機9日從濟南遙牆機場起飛,在旱情嚴重的魯豫蘇皖上空成功實施了人工增雨作業。據介紹,這次人工增雨飛行2架次近6小時,發射增雨彈400餘枚,實施面積近5萬平方公里。此前,執行任務的濟空某航運團放棄了春節長假休息,提前熟悉飛行航線、收集研究氣象資料,制訂了多套人工增雨方案。山東省政府人工增雨辦公室副主任趙健說,增雨作業實施後,旱情較為嚴重的棗莊、菏澤地區開始出現降雪,豫東、蘇北、皖北也開始降雪,這次人工增雨對緩解旱情有很大幫助。
成本與收益
根據國內外的人工增雨試驗統計,正確套用人工催化技術,可增加降水量6%~25%,北京多年人工增雨率是13%左右。目前我國在降雨作業中套用最廣泛、成效最明顯的催化劑仍是碘化銀。
一次人工增雨的天氣過程,大概會用百十發炮彈和2~4枚火箭彈。一枚含碘化銀的高炮炮彈價格從56元到88元不等。在北京人影辦,記者看到了這種炮彈,不足1米高,與普通炮彈並無明顯區別。
相對於炮彈,增雨火箭彈的身價要高很多,約為1000~2000元。與炮彈一樣,火箭彈爆炸產生的高溫可將碘化銀分裂成無數的碘離子和銀離子。在溫度降低後,碘離子和銀離子又會重新結合在一起,形成大批碘化銀微粒。火箭彈打入零下8攝氏度至零下12攝氏度的雲層中,1克碘化銀可形成1015個冰核。也就是說,1克碘化銀有可能形成1015顆雨滴。火箭彈的特殊之處在於,完成任務後,會在設定的開傘時間打開降落傘,攜帶火箭彈殘骸安全著陸,傷及地面人員的可能性大為降低。
人工消減雨主要是兩招:一是讓雨提前下---在保護區上風方及周圍鄰近地區進行人工增雨作業;二是讓雨憋著不下---通過過量播撒高濃度冰晶,抑制雲降水。從具體操作來說,二者的方法都要利用火箭等工具。
人工防雹與增雨是反其道而行之。這種方法在雨季非常有用,可以“阻擋”破壞性冰雹,為小麥等農作物收割贏得時間。
國外發展
全世界每年有30多個國家開展各種方式的人工影響天氣活動。美國、俄羅斯、以色列等國還把人工增雨成套技術向開發中國家(如敘利亞、摩洛哥、泰國等)輸出,並成立專門的人工影響天氣商業公司,承接人工增雨項目。
至於氣象武器,20世紀50年代,美國軍方就明確提出“氣象控制比核子彈還重要”的觀點。21世紀,英國《焦點》雜誌曾披露美軍投資氣象研究項目,包括製造雷電的“天火計畫”和改變風暴方向的“暴風雨計畫”等。但即將在北京奧運會期間使用的消減雨計畫,只採用了比較普通的技術,與氣象武器的要求相距甚遠。
不足與局限
自20世紀50年代以來,美國一直在研究這種播雲作業,以期增加從加利福尼亞州內華達山脈流出的水流量。但在90年代因為科學界不熱衷於此而放棄。
類似地,俄羅斯也曾經試圖通過觀察雲的動向來人工消雨,以避免破壞莫斯科的戶外活動。儘管成功的案例很少,報導顯示,去年夏天,俄羅斯空軍試圖控制天氣,以避免干擾該國6月12日的節日慶祝活動。他們向空中拋了一個凝固劑袋子。這個袋子後來砸穿了一戶居民的房頂。
美國的氣象學家Kottlowski指出,不管如何,向雲中噴灑化學藥劑,都不會改變氣候或影響氣候系統。“這只會在數十平方英里內起作用,”他說。“你不可能消除一場12級颱風那樣的大風暴。”
即使是中國軍方的氣象人員也坦承,他們控制自然的能力有限。氣象專家、空軍司令部氣象局副局長崔廉清曾對媒體表示:“天氣變化中有不少不確定性因素,比如,對厚度1000米以內的低雲,可以取得較好的消雲效果,但厚度超過1000米的低雲,很難使其消散。再比如,如果雲的範圍很大,我們這些飛機撒下的催化劑,作用對雲來講微乎其微。”
有時,也會對居民的生活造成偶然的影響。
2009年10月31日上午,南京下關區姜圩路1號小區張女士的愛人到小區內自家搭建的鐵皮棚里取東西時,意外地發現鐵皮棚的石棉瓦屋頂被砸了一個洞,外面還掛著一個類似“降落傘”的東西。張女士的愛人覺得蹊蹺,打開鐵皮棚一看,裡面竟然橫躺著一枚“火箭彈”,嚇得他趕緊報警求助。上午11點多,南京市氣象局的姜副局長匆匆趕到現場,在現場查看情況後,姜副局長表示這枚墜落的火箭確實是市氣象局在10月29日晚上在浦口區發射的增雨防雹火箭中的一枚。姜副局長解釋稱,由於南京天氣乾燥,空氣中粉塵等污染物數量太多,為增加空氣中的濕度,緩解近一段時間的乾旱天氣以及改善空氣品質,氣象局這才在10月29日晚在江北的浦口區發射了一批增雨防雹火箭。但是這批火箭中竟然有一枚降落在了人群密集的市區,這在南京還是首次,這個事情氣象部門一定會仔細調查。