吐鲁番东天山飞机人工增雪可行性分析报告

熊友良 戚英

摘 要：开发利用空中云水资源，提升吐鲁番人影天气科学作业能力，加大山区空中云水转化率，增加降水（雪）量，把人影天气作为生态环境建设、水资源安全保障、农业公共服务体系建设有力手段、重要举措和有效途径，为吐鲁番市社会稳定和社会发展提供保障。

关键词：飞机人工增雪；现状；问题；方案设计

1 吐鲁番东天山飞机人工增雪工作现状

吐鲁番地处天山南坡，降水少且分布极不均匀，蒸发量大，属极端干旱区，生态环境脆弱。托克逊年均降水量8.1mm，吐鲁番市15.4mm，鄯善27.7mm，但吐鲁番市天山北部山区降水200mm以上，中山区年均降水量300-400mm。吐鲁番市有16条河流，年总径流量达9.45亿吨，但仅白杨河是流量稳定。新疆冰川水资源占全国冰川总储量46.8%，但东天山吐鲁番—哈密盆地水系，冰川储量仅占全疆0.13%，且天山东端喀尔里克冰川20年厚度已下降10m，百年内或将消失，东疆地区冰川对地表水、地下水等调节能力有限。随着吐鲁番经济快速发展，石油、煤炭、矿产等矿业开发已成为当地支柱产业，水资源短缺已成为影响吐鲁番发展瓶颈。合理开发有效利用水资源，为工业发展提供基本保障是目前面临的现实挑战。

2 东天山空中水资源开发现状

2.1 人工影响天气业务现状

吐鲁番东天山山区（≥1500m）空中每年平均有1105.8亿吨水汽流入，平均面雨量36亿m3，阴雨天日数多，开展人工增雪作业，能有效增加东天山地区降雪量。当前吐鲁番已初步建立人影机构，但人影工作基础相对薄弱、作业规模小、专业队伍水平低，远落后于全疆人影天气平均水平。目前吐鲁番共有人影天气管理作业人员15人，吐鲁番地区现有作业车辆23辆。

2.2 人工影响天气主要问题和差距

2.2.1 人工影响天气未纳入当地经济社会发展规划

吐鲁番经济实力相对薄弱，缺乏中央、自治区相关政策支持，工作思路和布局上长远考虑不足，当地政府配套投入有待加强，始终未将人影响天气发展纳入当地经济社会长远发展规划。

2.2.2 人影作业组织管理体制和运行机制不完善

吐魯番人影天气工作运行管理仍不完善，缺乏可持续、长期稳定的基础设施建设和业务投入，人影天气发展远不能满足当地社会经济发展和农业防灾减灾需求。

2.2.3 尚未开展系统人影增雪作业

吐鲁番人影增水作业范围、作业量等规模有限，没有系统开展山区增水作业，没有从开发利用山区空中水资源视角科学分析、提出规模化及系统化开展人工增水。

2.2.4 没有固定专业人影作业队伍

自人影工作开展以来，地区各县增水作业人员一直都是气象部门业务工作人员兼职从事这项工作。仅靠气象局业务人员兼职开展作业，队伍薄弱，作业覆盖区域小、效率也不高，影响作业效果。

2.2.5 作业指挥技术保障能力不足

吐鲁番市未形成人工增水体系，缺乏人影天气作业指挥系统，实践和经验很少，作业科技水平偏低，深层次相关理论研究缺乏，市人影技术保障能力整体不足，与当地经济社会发展规模不相适应。

3 人工增雪作业设计

3.1 建设目标

开展吐鲁番东天山冬季飞机人工增雪项目建设，使当地人影工作在设施、规模、水平和效益上取得跨越式发展，使当地山区人工增雪由应急型抗旱作业向长期科学开发利用空中水资源转变，加大山区空中云水转化率，增加降水量。

3.2 建设内容

①吐鲁番机场位于吐鲁番市西北部，地理条件和气候特殊，尤其冬季大雾、降雪等影响航班正常起降时，该场址飞机起降气象条件优越。

②在适当天气条件下，采取人工催化技术增加山区降雪，一方面可有效缓解旱情、增加土壤墒情、提高地温、利于葡萄安全过冬、增强春季返青生长能力、遏制和杀死地面害虫和虫卵、有效净化空气、保护环境、利于人体健康；另可形成更多“冰川”，利于高山积雪、水库蓄水，缓解来年水资源短缺。

③2016年冬季吐鲁番拟首次选取吐鲁番机场为作业基地，在吐鲁番北部山区进行飞机增雪，兼顾托克逊黑山地区，按地理位置划分为2个区域（如下图），持续7～8小时飞行，适宜地域辽阔的吐鲁番地形。

④作业播撒设备：飞机播撒分为烟条和焰弹形式。烟条利用ZY-1机载焰条播撒系统，有播撒器和点火控制器、焰条，作业准备时间短，引晶浓度高，播撒时间长，操作方便等，单架次能最多携带50kg的BR-91-Y型催化剂，含2.5kg碘化银，焰条性能参数为：直径Φ60mm、长度96.4mm、焰剂质量2.5kg、AgI含量125g、燃烧时间25min。

3.3 作业通信设备

作业通信设备为基于GPS及北斗技术研制开发的北斗空地传输系统，利用计算机将GPS定位信息结合北斗卫星通信功能，由北斗通信系统传输定位数据和文字信息，安全可靠且实用性强。

4 增雪作业实施及方案设计

4.1 人工增雪主要天气形势

层状云系是吐鲁番冬季开展人工增雪主要作业对象，吐鲁番冬季层状云降水总量和强度小、持续时间短。降水强度量值在10-2～10-1毫米/小时，主要天气系统包括长波槽、短波槽、锋压槽、锋区小波和低涡。

4.2 作业指挥流程及方案设计

①了解天气演变，提前一天申报作业飞行空域。飞行当天参考天气监测资料，决定作业飞机能否作业以及起飞的时间和飞行的区域。天气实况监测遵循先远后近、先上游后下游的程序。

②按照目标云层特征确定好作业播撒方案，依据卫星云图、雷达实况观测资料等制定作业部位、时间及使用剂量，确定飞行方式及路径等。作业播撒同时观测云物理宏、微观变化。

③作业后，总结好作业区域内各地天气情况、气象观测、雷达回波、雪晶、雪强观测、无线电探空和携留气球低空探测资料等，并对作业效果进行分析，及时向各级政府和生产指挥部门发送人工增雪作业和雪情简报。

作者简介：第一作者熊友良（1973-），男，汉族，重庆铜梁区人，在职硕士研究生，工程师，研究方向：应用气象。