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空中水资源的开发

2020年03月18日 12:41  新疆气象学会   0    收藏

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      今年的3月23日,是第60个“世界气象日”,主题为“气候与水”。 众所周知,地球是个“水球”,地球表面3/4 面积都被水所覆盖。而地球的自转和公转过程中,不仅产生了昼夜和四季,也产生了天气和气候。天气和气候的形成则与大气水循环密不可分。


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简单的说,大气的水循环可以分为蒸发过程和降水过程。对于全球范围而言,总降水量是等于总蒸发量的,但是某些地区,降水量大于蒸发量,于是这些地区是湿润的;有些地区,比如新疆,蒸发量大于降水量,就是干旱的。那么,干旱地区蒸发了但并没有落下来的水是怎么跑去湿润地区的呢?这就和大气水循环中的成云过程、成雨过程有关了。当地表或海洋里的水蒸发到空中时,大气里水汽增多,经过空气的抬升、凝结作用,形成了云,而云会随着大气环流运动,当在某地受到合适的外界条件的影响时,云中的云滴粒子可能增长为水滴,从而变成雨水,当雨滴的粒子足够大、空气浮力不能托住它时,就会掉落变成降水。那我们也可以简单的认为,干旱地区之所以干旱,是因为缺少了让云水以及让云水变为雨水进而产生降水的条件。


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新疆是世界典型的干旱区之一。干旱是一种气候状态,干旱意味着缺水,缺水将制约人口增长,进而制约经济社会的发展。因此,了解新疆的水资源,想办法增加水资源很有意义。

有研究表明,每年流经新疆上空的水汽约26000亿立方米,其中形成自然降水的约为2700多亿立方米,转化率仅为10.4%,低于平均降水转化率的15-16%,更低于湿润地区的20%,这说明新疆上空的水资源具有很大的开发潜力,通过合适的手段,可以使更多的云水变为雨水最终降落下来。而这个合适的手段,目前就是人工影响天气。

人工影响天气是指在适当条件下通过人工手段对局部大气的宏微观物理过程进行人工干预,使天气过程向着有利的方向发展演变,从而达到有效利用天气资源和防灾减灾的目的。人工影响天气是大气水资源调控和有效利用的重要手段之一。通俗一点讲,人工影响天气,就是通过使用高炮、火箭、烟炉、飞机等装备,向云内播撒催化剂,从而达到在局部增加或减少降水、消减冰雹或者雾等目的。





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新疆的许多区域都是我国实施人工增雨(雪)作业条件最佳区域,尤其以阿尔泰山、天山和昆仑山三大山脉的迎风坡为代表,通过在山区开展人工增雨(雪)作业,能够增大作业影响区域的降水量,增加山区冰雪储量,并有效补充底下水源。

新疆从1959年开始开展人工影响天气工作,至今已有60年,从土炮防雹到火箭防雹增雨,再到飞机增雪,人工影响天气的方法和技术手段不断改进和提高,效益也越来越明显。目前,为了更好地开发空中水资源,新疆每年租用5架飞机,在阿尔泰山、天山和昆仑山三大山脉迎风坡及平原绿洲地区开展冬季和春季飞机人工增水作业,同时,全年开展地面火箭增水作业。作业影响面积34-50万平方公里,每年平均增加降水量9-12亿吨。


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