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「气象」直击天气 与科学家聊“天”：关注“气候与水”( 五 )


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图11 2000-2017年中国云水资源年总量多年平均分布（图片来源：中国气象科学研究院）
采访人员：云水资源的开发利用是怎么回事？目前的开发现状怎么样？
中国气象科学研究院研究员周毓荃：实现云水资源的开发 ， 还要从云降水物理过程说起 。 我们知道云一旦形成就有复杂的宏微观结构 ， 按照云的物理特性可分冷云和暖云 ， 这些云有的降水有的不降水 。 对于不降水的云 ， 有些是因为缺少冰晶 ， 有的是因为云滴太小等 ， 针对不同情况 ， 通过人工干预影响其微物理过程 ， 促使冰-水转化、小云滴碰并长大等物理过程发生 ， 实现增雨目的 。 也就是在适当的云条件下 ， 采用具有针对性的人工催化技术方法 ， 改变云降水物理过程 ， 促使更多的云水转化为降水 ， 即人工增雨开发云水资源 。
随着全球气候变化 ， 全球及我国水资源短缺问题更加凸显 ， 开源节流 ， 开辟新的水资源 ， 是长期的任务 。
我国从1958年开始 ， 在抗旱减灾的强烈需求推动下 ， 进行了大量的人工增雨（雪）作业 ， 取得了明显成绩 ， 在技术上积累了丰富的经验 。 20世纪90年代以来 ， 人影作业已逐步建成国家、省、市、县以及作业点五级有效衔接的组织体系 。 目前 ， 全国29个省（自治区、直辖市）和新疆生产建设兵团、273个市（地）、1549个县政府成立人影领导机构；按照人影 “五段”业务的要求 ， 各级人工影响天气业务体系和作业技术不断得以发展建立 ， 装备和能力都得到明显提高 ， 人工影响天气作业规模居世界首位 。
云水资源的开发受云系条件、各地需求和局地灾害等因素影响 ， 因此不同地区的云水资源开发潜力和开发效果也有明显差别 。 随着人影科技能力的提升 ， 作业成效也不断提升 。 仅最近6年（2013年到2018年） ， 全国实施飞机人工增雨作业6194架次、飞行16871小时 ， 高炮、火箭等地面作业29万次 ， 共发射火箭弹74万枚、炮弹526万发 ， 累计增加降水约2860亿立方米 ， 极大地缓解了当地的旱情和水资源短缺的问题 。 许多地区人工增加的大气降水直接补充了当地的水库库容 ， 增加了江河径流或补给了地下水 。
党的十八大以来 ， 我国人工影响天气服务进入了一个快速发展阶段 。 人工影响天气已成为各级政府防灾减灾、趋利避害的一项重要举措 。 云水资源开发服务 ， 不仅在防灾减灾、农业增产增收、保障粮食安全等方面效益显著 ， 而且在水资源配置、森林草原防扑火等重大灾害应急、生态建设与保护、提升城市功能等诸多方面的作用也日益凸显 。
采访人员：云水资源开发的关键难点是什么 ， 前景发展如何？
中国气象科学研究院研究员周毓荃：云水资源从形成到开发和利用 ， 具有多尺度性 ， 涉及多领域多学科 ， 发生着动力、云物理和陆面等过程的耦合及反馈 ， 完整认识这些过程 ， 深入了解这个资源特性、分布特征以及演变规律等还有很多研究工作要做 ， 目前的评估和认识也是初步的 。 另外 ， 人工增雨开发技术目前整体还处于试验研究阶段 ， 需要不断结合需求加强研究 。
为更好应对日趋严峻的全球水资源短缺 ， 面对更热、更旱、更涝的气候变化趋势 ， 科学认识云水资源及变化规律 ， 并同陆地水资源及生态、环境等各方面需求耦合开发利用 ， 对于缓解我国水资源短缺的严重不足、支撑我国的粮食安全、水安全和生态环境的安全等都具有重要意义 。 然而 ， 要做到科学评估、精准开发、精确检验和高效利用等 ， 还有许多方面的重点工作需要加强 ， 许多科学难点要突破 。
首先 ， 要加强云水资源的评估理论和监测技术的研究 ， 突破云水资源的精细定量计算和星-空-地立体监测技术 。 其次 ， 要完善人工增雨云水资源开发技术 ， 突破催化技术、指挥技术和效果检验等人工增雨关键技术瓶颈 。 此外 ， 加强针对特定目标需求的云水资源耦合利用技术的研究 。


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