人工影响天气作业飞机 从无到有再到“无”

对于今天的公众来说，人工影响天气已经不是什么陌生的字眼，高炮、火箭、地面催化剂发生器等人工影响天气装备也越来越多地被公众所熟知。你知道吗，飞机也可以进行人工影响天气作业。

耕云播雨的空中利器

1958年夏天，一架经过改装的苏制图-2轻型轰炸机搭载着干冰等催化剂飞行在吉林省上空，为旷日持久干旱的大地洒下了久违的甘霖，也由此开启了我国人工影响天气事业的现代篇章。

60多年过去了，无论是改造后的“洋飞机”，还是国产增雨飞机，亦或是现代进口增雨飞机，飞机在人工影响天气作业过程中均发挥着重要的作用，且有着地面装备难以企及的诸多明显优势。

首先，人工影响天气作业飞机“带货”多。与火箭和高炮相比，人工影响天气作业飞机一次可以携带的催化剂量远高于火箭弹或炮弹。以运-12人工影响天气作业飞机为例。每次作业时，每架飞机可以携带10～20根碘化银焰条，每根焰条中的碘化银含量一般为125克（小型焰条每根含碘化银36克），相当于地面人工增雨火箭弹中的碘化银含量的10倍以上，这使得飞机在很短时间内就能够将足量的催化剂播撒到空中，促使数以亿计的冰核在空中迅速凝云聚水，形成有效降雨。

其次，人工影响天气作业飞机的机动性更强。在保障飞行安全的前提下，工作人员可以根据降水云系的特征和云系发展趋势，拓展空间作业范围。特别是遇到大范围降水云系时，人工影响天气作业飞机更是如鱼得水，能够大面积地将催化剂直接播入云中适当位置。一次合理的飞机作业往往可影响数千平方千米面积，受益范围广且安全性强。事实上，不管下垫面是山区还是平原、城市还是乡村，都能享得人工影响天气带来的“恩惠”。

再次，人工影响天气作业飞机用途广。为了提高云中的降水效率，人们在开展人工影响天气作业时，需要根据云的性质、高度、厚度、浓度、范围及其他因素，选用不同的催化剂。目前，我国国内改装比较成功的人工影响天气作业飞机多数为固定翼飞机平台，且机上同时加装了监测、催化、通信、集成等任务设备和系统。这些高性能人工影响天气作业飞机可以同时装载暖云催化剂、制冷剂和碘化银等不同类型的催化剂，分别针对暖云、温度较高的冷云和温度较低的冷云或者混合云播撒不同类型的催化剂，有针对性地进行作业。若人工影响天气作业飞机机舱内外挂接各种观测仪器和设备，在耕云播雨的同时，还可以对空中云水资源及气溶胶等情况进行实时探测，这不仅为开展合理有效的人工影响天气作业提供了可靠的依据，而且为科学研究提供了第一手观测资料，推动了大气物理和云降水物理等学科的发展。

目前，我国人工影响天气作业中常用的3种飞机机型分别是新舟60、“空中国王”和运-12。其中，新舟60以“载重大（最大载重5.5吨）、任务系统全、集成度高、催化播撒方式丰富”而著称，属于增雨飞机中的佼佼者。该飞机能够搭载我国自主研发的机载焰条、焰弹、液氮、吸湿性粉剂等4种催化装置。与传统增雨飞机相比，新舟60人工影响天气作业飞机可以根据不同任务性质，在冷暖云系的底部、中部和顶部播撒催化剂。“空中国王”属于高性能进口飞机，不仅飞行速度更快，飞行上限更高，而且能够在复杂的地形、地貌及严苛的飞行条件下实现大范围、跨区域人工影响天气作业。这款机型往往还会加装云微物理、气溶胶理化特性以及气象要素探测设备和先进的机载任务系统，可以承担国家重大灾害应急飞行等任务。国产运-12飞机最为经济实惠，是人工影响天气作业飞机中成本最低的。这款机型具有优秀的低空低速飞行能力，应用省份最多，改装经验丰富，人工影响天气作业相关技术更为成熟。

无人机渐成新宠

如今，随着我国多个重点生态功能区的建立，“生态优先、绿色发展”的理念已深入人心，这也对人工影响天气工作提出了新的方向和需求。有人作业飞机受到飞行安全、飞行时长和飞行高度等因素的限制，往往不能到特定区域开展作业。比如，西藏仍然是人工影响天气作业飞机作业的空白区，人工影响天气的主要飞机平台目前仍不能在青藏高原起降，当地的生态修复型人工影响天气服务效果也受到作业平台的限制。

我国南方地区常见的增雨作业对象多是暖性、分散性对流降水云系，但有人飞机平台在最低飞行高度、飞行安全和地形适应性等方面受到众多因素的制约，不能完全满足工作需求，对南方地区的抗旱增雨、水库增蓄和生态改善人工影响天气服务造成一定影响。另外，出于对飞行安全的考虑，有人作业飞机常常不能进入具有一定风险的云系作业。这些问题该如何解决呢？答案就是无人机。

近几年，随着无人机技术的日趋成熟，各级气象部门根据业务发展需求，尝试使用不同类型的无人机开展人工影响天气作业试验，以补充现有作业体系的空白与不足。

目前，用于人工影响天气作业的无人机既有大型无人机，也有中小型无人机。大型无人机主要包括翼龙Ⅱ型无人机和腾盾TB-A型无人机（又名“及时雨”）。其中，翼龙Ⅱ大型无人机可以“边探测、边播撒”；腾盾TB-A型无人机可搭载模块化的任务载荷，以实现不同需求的人工影响天气作业。

2024年3月15日17时10分左右，四川省甘孜州雅江县呷拉镇白孜村发生森林火灾。16日14时30分左右，火场突发7至8级大风，瞬时风力达10级以上，导致火势迅速扩散并发生飞火，火场面积急速扩延。通过对当地地形、天气形势的分析和研判，气象部门紧急调拨辽宁、青海两架新舟60高性能人工影响天气作业飞机以及翼龙-2H气象型大型无人机、“腾盾双尾蝎”大型无人机、海燕Ⅱ型无人机和地面高炮等多种人工影响天气设备，采用有人机与无人机结合、空地结合等多种形式参与灭火增雨工作。3月22日下午至次日凌晨，翼龙-2H气象型大型无人机和新舟60高性能人工影响天气作业飞机利用各自性能优势，结合火场火势和地形条件，在火场及其上风方向一南一北打配合，成功实施了两架次增雨（雪）作业。此举在一定程度上破解了高温和浓烟等极端条件下“到不了、够不着”的扑救难点。

安全皮实易改装

相比有人机，无人机在人工影响天气作业中具有独特的优势。

首先，无人机降低了飞行人员的安全风险。在气象条件复杂的山区，有人作业飞机根本无法到达或者不能开展作业，而这正是无人机大显身手的机会，既能够保障作业人员安全，也可以完成作业目标。

其次，无人机比较“皮实”，可以针对不同云系开展催化作业。由于大型无人机往往利用卫星通信，因此可以适应恶劣的自然环境、夜间时段和弱对流性降水等多种场景；而且，无人机的续航能力比较强，大型无人机往往可以连续飞行30小时以上，遇到大范围、持续时间长的天气系统，只要电力充足，无人机就可以持续进行人工影响天气探测与作业。

再次，无人机的改装相对简单，人们可以根据不同的工作需求，快速进行模块化改装，而不会影响到飞机的安全性。在多山的生态涵养区、地质灾害频发区或森林草原火灾频发区，中小型无人机还可通过“集群式”“联排式”或“接续式”等方式开展局地的人工影响天气探测与作业。

“有无巧搭”效果佳

由于无人机有效弥补了有人飞机作业的短板，我国已有多个省份开展了无人机的人工增雨试验研究，并取得了一定的成果。未来，在我国的人工影响天气工作中，基于现有无人机业务应用基础，可结合大型无人机长航时、长航程、高高度，小型无人机适应性和机动性强的特点，建设长航时作业兼探测的大型无人机作业系统和以作业为主的中小型无人机作业系统，通过大型无人机+有人机+中小型无人机的互相配合，形成高—中—低搭配的立体催化模式，建设覆盖面广、机动性较高的空中作业力量，进一步提高飞机的催化效率，合理开发空中水资源，加快推动我国人工影响天气事业的高质量发展。

我国人工影响天气作业飞机从无到有，从有人机到无人机，每前进一步都伴随着科技的发展、人才的提升与国家战略的需求。未来，人工影响天气作业飞机也将继续在生态修复、水源涵养、粮食安全、森林草原防火及重大活动保障等领域发挥重要的作用。

（作者单位：高欣，山西省气象服务中心；蔡兆鑫，山西省气象灾害防御技术中心；周旭，中国气象局人工影响天气中心）

【责任编辑】赵 菲