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学习时报：人工如何影响天气

























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科学与社会丨人工如何影响天气


日期：2025-05-28

来源：学习时报

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2025年全国气象工作会议强调，要健全工作体制机制，强化人工影响天气能力建设。早在1956年，毛泽东就曾指出：“人工造雨是非常重要的，希望气象工作者多努力。”六十多年来，尤其是党的十八大以来，我国在人工影响天气技术领域取得重要进展，人工影响天气已成为科学开发空中云水资源，服务国家、造福百姓的一项民生工程。那么，人工影响天气是如何实现的呢？

人工影响天气原理与手段

人工影响天气是为预防或减轻气象灾害，开发利用空中云水资源，在合适的气象条件下，通过飞机、高炮、火箭和地面燃烧器等装备，向大气云层中适量播撒催化剂，使云物理结构和云的发展过程发生变化，从而达到天气向人们所希望的方向变化的效果，引导云层朝着人们所希望的方向演变，最终实现增雨抗旱、防雹减灾或消雾保航等目的的工程性措施。

以人工增雨为例，降水的形成过程就是在云层中水汽凝结成水滴，大大小小的水滴不断碰撞合并，最终在重力作用下落至地面。因此，形成降水需要同时满足三个关键条件：一是丰富的云中水汽；二是气流上升运动，这个条件可以使云中的水汽达到过饱和状态，是水汽变为水滴液化过程的基础；三是充足的凝结核，也就是使水汽凝结成水滴的“种子”。其中，云层厚度达到2公里以上是标志水汽充沛的重要自然基础，可为形成降水提供必要的“原料仓库”。在这个自然基础条件下，人工增雨通过科技手段向云中播撒催化剂，也就是凝结核（或冰核），相当于向云层快速播种，促进雨滴（或冰晶）的形成，达到“卤水点豆腐”的效果。另外，云层中水汽液化为水滴，释放的热能会使云体升温，如同给云层安装“热力发动机”，进一步强化气流上升。当这三个条件形成良性互动时，云层就像被按下“启动键”，开启降水过程。

现代人工影响天气原理不仅符合云雨自然形成规律，更经过了大量的室内实验、计算机数值模拟和外场实地试验验证，具有坚实的科学基础。

我国人工影响天气技术进展

我国人工影响天气作业以人工增雨和人工防雹为主，还包括人工消云减雨、人工消雾、人工防霜冻等。一次成功的人工影响天气作业，作业前要精准把握云层状态、天气条件，科学计算时机、选用合适的装备。作业期间要实时精准指挥，作业后进行效果效益评估验证，并保证全程作业的安全。为达成这些目标，科技工作者在聚焦空中云水资源测算评估、数值天气预报模型优化、空地实时跟踪指挥、效果效益评估验证、新型装备创新研发等方面不断探索，成效显著。

掌握空中云水资源，是人工影响天气的基础。根据大气水平衡原理，聚焦空中水凝物，科技工作者提出了云水资源的概念及其评估理论，建立了云水资源定量评估方法，得出我国空中云水资源开发潜力每年大约有2500亿——3800亿吨。利用飞机、雷达等云降水观测资料分析和数值模拟方法，得到了我国不同区域、不同季节、典型云系的物理特征和时空分布特征。在面对我国西部地区生态保护和修复、重大水利工程水源增蓄涵养、华北水资源管理等重大人工影响天气工程规划和作业布局时，就可以提供科学决策参考。近年来，根据地理条件、气候背景、研究方向差异而建立的人工影响天气试验示范基地，持续开展外场科学试验，积累了大量珍贵数据，为人工影响天气技术进步提供了有力支撑。

数值预报的软实力，是作业成功的先决条件。现代天气预报的核心竞争力是数值预报的能力，通过研究云雾中的物理过程，不断优化数值预报模型，提升云降水数值模拟的精度，从而更加精准掌握云层状态和天气条件。例如，我国自主研发、已投入业务应用的云降水显式预报系统，将全国云降水精细预报分辨率由10公里提升到3公里，再到1公里。现在，百米级分辨率的基于应用场景的轻量级一体化专业模式预报系统也已开展业务试用，可提供57种人工影响天气作业条件预报和催化模拟产品，这是精准预报作业区域、作业时机、作业强度的重要依据。

安全高效的硬装备，是作业成功的坚实保障。目前，投入业务应用的播撒催化剂的作业装备有飞机、火箭、高炮和地面燃烧器。自2013年起，中国气象局基于国产新舟60飞机研发了大型增雨飞机，以提高播撒能力和效率。该飞机具备多种云系催化功能，地面指挥可通过卫星通信系统实时监测云层结构并与机上人员沟通，即时调整播撒策略。单次作业可覆盖9000平方公里区域，最长续航达6小时。结合其他中小型专用飞机，我国已形成集高空探测、精准催化和实时指挥于一体的空中立体作业能力。针对复杂地形作业需求，无人机技术在山区、林区等特殊场景提供灵活解决方案。核心特种探测设备领域实现国产化突破，自主研发的云粒子成像仪达到国际先进水平，新型高炮和火箭系统也实现自动化控制，大幅提升了作业精度与安全性。构建的物联感知和智能管控安全防线，确保弹药全生命周期实时安全监控和管理。同时研制新型冷暖云催化剂，提高催化剂成核率和催化效能。

实时精准的指挥部，是作业成功的智能中枢。每一次的人工影响天气作业，都需要精确的指挥调度和高效的协同配合。指挥员需要实时了解作业区域的天气变化、装备状态、人员动态，以及各作业点的情况。实时监测作业对象、数据收发自如、决策指挥高效、作业行动迅速是打赢战斗的关键。例如，面向云监测需求研发的风云卫星云监测反演产品，对云顶高度、温度、冷区厚度、云光学厚度、云粒子有效半径等指标进行识别，现在已经实现分钟级云图动态监测，指挥中心能够据此精准定位最佳作业点。运用气象大数据和AI技术建设的全国人工影响天气综合业务“天工”平台，采用集约化、组件化、可视化、轻量化、高迭代的技术路线，全面支持作业展望、计划、预案、方案、指挥、评估、安全七段式人工影响天气实时业务。平台已投入业务试运行，可以实现在国家级和省级两级部署、支持国省市县和作业点五级应用的精准实时指挥，实现作业全流程的智能化管理。

差异场景的评估法，是评估作业效果的利器。人工影响天气作业效果效益评估是世界性的难题。我国提出了面向差异化应用场景的作业效果评估解决方案。针对常态化人工影响天气作业，研发历史相似、直观对比和数值模拟等快速、定量效果检验方法；针对典型作业过程，构建基于物理检验、数值模拟检验和AI技术的多元集合评估方法，以及催化宏微观物理响应的智能识别算法，科学、准确评估作业效果；针对长时序作业，在综合评估作业效果的基础上，结合生态、水文、环境等服务需求，通过建立特征指标和评价模型，综合评估长期人工影响天气作业带来的经济、社会和生态效益。

这些技术进步不仅显著提升了灾害防御能力，还为农业生产保障、生态环境保护及重大活动气象服务提供了重要支撑。

实践成效和未来展望

2025年入春后，气象部门针对我国西北、华北地区的春耕春播及森林草原防火关键期，充分利用最新技术，在3月开展首次多部门联合“春雨”行动，该行动跨越西北、华北10省（区、市），多机型联合进行增雨（雪）作业，新型人工影响天气装备与科研成果为作业力量统筹、空域安全保障等提供支撑。3月12日至15日抓住有利天气，调配飞机作业30架次（含大中型无人机3架）、开展地面作业267次，初步测算单次人工增水作业累计增加降水3100万吨，跨区域作业降水约占增水量的20%。15日下午北京普降“桃花雪”，这是上一年度入冬以来首都城区首次有效降雪，缓解了冬春旱情，对农业春耕春播、降低森林火险等级、净化城市空气等发挥了作用。

人工影响天气科技是建设气象强国的重要组成部分，目标是到2035年达到世界先进水平。为此，需强化科技支撑，推进业务系统现代化，完善安全监管体系，健全人才培养机制。特别是充分发挥科技创新实现“化云为雨”的关键作用，通过融合数值模式、人工智能等前沿技术，建设大型科学装置，开展国际大科学计划，培养顶尖技术团队，推动我国从人工影响天气大国向全球领跑者升级。（作者系中国气象局人工影响天气中心党委书记、主任）

（作者：李集明 来源：《学习时报》2025年05月28日第05版 责任编辑：张林）












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