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探秘人工降雨的魔法
《西游記》里,東海龍王張開龍嘴,頓時烏云翻滾,大雨傾盆。這可不是人工降雨,這是神話。自然的降雨(降雪)是水蒸氣受冷凝結(jié)而形成的,而真正的人工降雨(降雪)是人們根據(jù)一定區(qū)域內(nèi)大氣的溫度、濕度、云、風(fēng)等的變化,向云里噴灑制冷劑,讓天空中的水蒸氣迅速凝結(jié)成水滴,使云層中的小水點(diǎn)增多、變大,從而形成降雨或降雪。其實(shí),這項(xiàng)工作就是一項(xiàng)管理天氣的工作,氣象專家解釋說:“我們用一些技術(shù)去管理云層間的水,讓它發(fā)生變化,凝結(jié)或者升華。簡單地說,就是在云間播種,通過在云層間播撒不同催化劑的方式來收獲我們想要的天氣。”
看來,要人工降雨必須要在“云間播種”,而制冷催化劑就是降雨所需要的“種子”。我們現(xiàn)在所使用的“種子”一般是碘化銀催化劑。碘化銀只要受熱就會在空氣中形成數(shù)以億計的碘化銀粒子,它們非常小,成百上千個碘化銀粒子聚在一起才有頭發(fā)絲那么粗。因此,我們才選擇它擔(dān)當(dāng)人工降雨的重任。
要把碘化銀“種子”播撒在云層間,可以使用空中作業(yè)和地面作業(yè)兩種辦法。空中作業(yè)就是用氣象飛機(jī)在云中播撒碘化銀,氣象飛機(jī)的好處在于能夠更好地掌控云層的變化,把握投放催化劑的最好時機(jī)。地面作業(yè)就是利用高炮、火箭從地面上發(fā)射碘化銀炮彈,炮彈在云層中爆炸,碘化銀也就播撒到了云層中。碘化銀微粒會隨氣流運(yùn)動進(jìn)入云中,在冷云中產(chǎn)生無數(shù)個冰晶,然后再借助一定的氣象條件,就能使降雨產(chǎn)生或使雨量加大。當(dāng)然,在云層中播撒“種子”,必須選擇云層富含水汽的情況,如果水汽不足,“種子”發(fā)不了芽,也就不會形成降水。
原來魔法的奧秘在此??!你也躍躍欲試?絕對不行,人工降雨必須經(jīng)過一定的審批程序并由有關(guān)部門來實(shí)施。
魔法的發(fā)現(xiàn)之路
如果從人類影響天氣的想法算起,神話傳說中的呼風(fēng)喚雨應(yīng)該可以說是人工降雨的最初幻想了。把這種幻想付諸實(shí)踐要從19世紀(jì)末說起:1890年,美國國會曾撥款支持科學(xué)家利用火炮、火箭和氣球在云中進(jìn)行催云造雨實(shí)驗(yàn);1918年,法國科學(xué)家把裝滿制冷物質(zhì)的炮彈發(fā)射到空中,試圖造雨;1921年,美國科學(xué)家又用飛機(jī)向云層播撒帶電物質(zhì),設(shè)法促使云層碰撞降雨。不過,這些人工造雨的實(shí)驗(yàn)最終都以失敗而告終。
然而,人類探尋自然奧秘的腳步并不會停止。二戰(zhàn)期間,一個偶然的機(jī)會促使科學(xué)家歐文?蘭米爾博士和謝弗爾決心把雨雪形成的原因弄清楚。戰(zhàn)后,他們利用一些奇特的裝置開始實(shí)驗(yàn)。1946年7月的一天,天氣異常炎熱,由于實(shí)驗(yàn)裝置出了故障,裝有人工云的類似電冰箱的裝置里的溫度一直降不下來,他們只好用固態(tài)二氧化碳(干冰)來降溫。當(dāng)他們把一塊干冰放進(jìn)制冷裝置里,奇跡出現(xiàn)了――水蒸氣立即變成了許多小冰粒,在冰箱里盤旋飛舞,人工云化為了片片雪花。這一奇特現(xiàn)象令他們興奮不已,他們商定要在空中試試。于是,1948年11月的一天,天氣很冷,謝弗爾駕駛著一架飛機(jī),在云層上方撒下大量干冰。留在地面觀察的歐文博士看見雪花紛紛揚(yáng)揚(yáng)從天而降,這些雪花落在他臉上,化成了水滴。他們成功實(shí)現(xiàn)了用干冰進(jìn)行人工造雪,將“呼風(fēng)喚雨”的古老神話變成了現(xiàn)實(shí)。人們興奮地把這一實(shí)驗(yàn)稱為“給云層播種”。
從此以后,世界很多國家尤其是一些農(nóng)業(yè)大國和缺水的國家紛紛對以增雨、增雪和消除冰雹為主要目的的人工影響天氣作業(yè)增加投入。
魔法并不能創(chuàng)造天氣
人工降雨的魔法也只是根據(jù)科學(xué)原理,基于自然規(guī)律對天氣現(xiàn)象的利用而已,人類并不能夠違背自然規(guī)律創(chuàng)造天氣。以人工降雨為代表的人工影響天氣技術(shù)實(shí)際上就是管理天氣的工作,它只有在接近自然的、正常的條件時,并且有合適的云來供催化時,催化劑才能起作用。人類不僅不能創(chuàng)造天氣,而且連云也創(chuàng)造不出來,在干旱的條件下,大氣條件不允許的時候,使用催化劑催化云來降雨也是困難的。所以,魔法并不是萬能的,尊重規(guī)律、愛護(hù)地球才是人類的最大福音。
人工降雨運(yùn)用云和降水物理學(xué)原理,通過向云中撒播降雨劑,一般為鹽粉、干冰或碘化銀等,使云滴或冰晶增大到一定程度,降落到地面,形成降水。
人工降水,又稱人工增雨,是人為地補(bǔ)充某些形成降水的必要條件,是人工影響天氣中進(jìn)行得最多的一項(xiàng)試驗(yàn)。人工降雨撒播的方法有飛機(jī)在云中播撒、高射炮或火箭將碘化銀炮彈射入云中爆炸和地面燃燒碘化銀焰劑等。
根據(jù)不同云層的物理特性,選擇合適時機(jī),用飛機(jī)、火箭向云中播撒干冰、碘化銀、鹽粉等催化劑,使云層降水或增加降水量,以解除或緩解農(nóng)田干旱、增加水庫灌溉水量或供水能力等。
(來源:文章屋網(wǎng) )
[關(guān)鍵詞]氣候變化;水文;水資源;影響
中圖分類號:P331 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)40-0220-01
氣候變化已經(jīng)越來越成為人們所關(guān)注的問題之一,了解和研究氣候變化對水文水資源的影響對于了解相關(guān)的水文水資源系統(tǒng)的生態(tài)平衡、環(huán)境保護(hù)、運(yùn)行管理、開發(fā)利用、規(guī)劃管理等具有重大意義。必須要對氣候變化對水文水資源的影響進(jìn)行分析,了解具體的研究方法,對其影響有大致了解,對其中產(chǎn)生的不利影響進(jìn)行積極的改正,采取措施進(jìn)行彌補(bǔ)。
一、氣候變化對水文水資源影響的研究方法
1、氣候變化情景的生成技術(shù)
各個地區(qū)之間的氣候變化具有很大的差異性和不確定性,不能通過氣候的預(yù)測很準(zhǔn)確的表述各個區(qū)域的氣候變化,即便是測量到的值也不是一個精確的,只是大致的估計范圍,是一種可能出現(xiàn)的結(jié)果,這就被稱為情景??梢愿鶕?jù)已經(jīng)取得的研究成果對氣候變化情景的生成技術(shù)進(jìn)行研究。比如說通過任意的情景設(shè)置,對可能出現(xiàn)的情景進(jìn)行模擬,或者是通過對以往一系列氣候環(huán)境的研究資料進(jìn)行分析,進(jìn)而得出自己想要的結(jié)果,亦或者是通過大氣環(huán)流的模式,對氣候變暖的可能情況進(jìn)行分析。所有這些,都是氣候變化情景的生成技術(shù)。
2、水文模擬技術(shù)
這是指通過模型來模擬氣候變化對水文水資源的影響,在這一過程中,為保證水文模擬結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確性,因而保證模型的通用性和便于利用性;現(xiàn)有資料的準(zhǔn)確性;模型內(nèi)在精度的精確性等等。所有這些都是需要考慮的問題,只有保證這些問題的準(zhǔn)確,才能較為正確的反應(yīng)氣候變化對水文水資源的影響[1]。
3、水文遙測系統(tǒng)的運(yùn)用
所謂的水文遙測系統(tǒng)就是指一些自動化的技術(shù)和設(shè)備,這些技術(shù)和設(shè)備主要是為了采集遠(yuǎn)距離的水文信息。水文遙測系統(tǒng)主要有三個部分構(gòu)成,這三個部門合理組合更加便于水文資料的搜集、儲存、整編、分配和檢索。通過水文遙測技術(shù)可以搜集到大量的信息,更方便對水文資料進(jìn)行整理和研究分析。進(jìn)而更好地研究氣候變化對水文水資源的影響。
二、氣候變化對我國水文水資源系統(tǒng)的影響
1、氣候變化對我國河川徑流的影響
河川徑流一般對氣候變化的反應(yīng)比較敏感,氣候的變化一有變動就可以在河川徑流上反映出來。比如說我國從北到南,由干旱到濕潤,山川河流對氣候的變化反應(yīng)迅速。在氣候變化較為嚴(yán)重的今天,全球變暖已成為不可逆轉(zhuǎn)的趨勢,在這種狀況下,氣候變暖對我國山川河流的影響主要可能表現(xiàn)為三種結(jié)果,一種是北方徑流量增加,南方減少;一種是南方增加,北方減少;還有一種是南方北方的徑流量都減少。
2、未來全球變暖將導(dǎo)致我國西北高寒山區(qū)冰川萎縮
在全球變暖的氣候影響下,對冰川最為明顯的表現(xiàn)就是極地地區(qū)冰川面積的大幅度減少,這可能會造成冰川退減,一些流域干涸等情況的出現(xiàn),使一些干旱的地區(qū)變得更加干旱,對我國影響最嚴(yán)重的是北方地區(qū),尤其是黃土高原地區(qū)[2]。
3、隨著全球變暖的影響,可能使降水量發(fā)生變化,蒸發(fā)量變大
全球氣候變暖,不可避免的會對各個地區(qū)的降雨量產(chǎn)生變化,進(jìn)而使全球的平均降雨量發(fā)生變化,可能會使平均降雨量增加,降水變率也會相應(yīng)的增加或者減少,但不容置疑的是蒸發(fā)量一定會增加,這樣就會使河流變的越來越干枯,干旱也會越來越嚴(yán)重。
三、減少氣候變化對水文水資源不利影響的對策及措施
1、實(shí)行人工降雨
在全球變暖的氣候變化下,降雨量逐步變得越來越少,各地的水資源會越來越貧乏,尤其對于西北黃土高原等干旱地區(qū),由于降水的缺乏,草木生長面臨更大的困境,水資源的供需矛盾也會更加的突出。這就需要通過人工降雨的措施,人為的制造降雨,滿足一些嚴(yán)重干旱地區(qū)的水量需求,最大限度的為干旱地區(qū)提供降水[2]。
2、植樹造林,涵養(yǎng)水源
在氣候變化如此干旱,水資源如此缺乏的情況下,除了采取人工降雨的外在方法,必須通過增加植被的覆蓋率來涵養(yǎng)水土,最大限度的提高土壤的需水量,并且這可以在一定程度上減少洪水的強(qiáng)度。在降雨的過程中,能相對的涵養(yǎng)住水源,增加地表水的含量,并且豐富地下水資源,進(jìn)而能通過不懈的努力最大可能的改善氣候條件。
3、加強(qiáng)有關(guān)科研工作
從事與氣候或者與水文水資源相關(guān)工作的工作人員,必須要致力于人工降雨工作的研究,更加的投入到相關(guān)的科研建設(shè)中去。國家必須要加大對于這些工作部門的資金投入,除了資金,還要及時的更新設(shè)備和工具,并且要加大投入相關(guān)的專業(yè)技術(shù)人才,一個科研機(jī)構(gòu)只有具備這些充分的條件,才能發(fā)揮好科研機(jī)構(gòu)本身能開發(fā)的潛能。更好地致力于人工降雨工作的研究,以及跨流域調(diào)水工作的研究,以便能更好地解決水資源分布不均勻的問題[4]。
4、加強(qiáng)氣象服務(wù)和農(nóng)田水利建設(shè)
為面對氣候變暖環(huán)境下氣候變得越來越干旱、水資源越來越缺乏的現(xiàn)狀,必須加強(qiáng)對農(nóng)田水利設(shè)施的建設(shè),以便更好地利用水資源,節(jié)能保水,提高水資源的利用率。除此之外,還要加強(qiáng)對氣象預(yù)報的服務(wù),即時匯報天氣情況,并且增強(qiáng)天氣預(yù)報的精確度,以提高應(yīng)對氣象災(zāi)害的能力,加強(qiáng)對氣候變化的抵抗能力。
結(jié)束語
氣候變化的研究涉及到許多領(lǐng)域和許多學(xué)科,它對水文水資源的影響只是其中一個重要的方面。近年來,全球變暖越來越明顯,這就對水文水資源的變化產(chǎn)生了巨大的影響,我們需要研究氣候變化對水文水資源的研究方法,進(jìn)而探討氣候變化對水文水資源的影響,以及不斷采取措施進(jìn)行改善其中不利的方面,以更好地促進(jìn)生態(tài)環(huán)境的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1] 張利平,秦琳琳,胡志芳,曾思棟.南水北調(diào)中線工程水源區(qū)水文循環(huán)過程對氣候變化的響應(yīng)[J]. 水利學(xué)報.2010,10(11):13-14
[2] 吳志勇,郭紅麗,金君良,閆桂霞.氣候變化情景下黑河流域極端水文事件的響應(yīng)[J].水電能源科學(xué).2010,11(02):32-33
人工消霧
由于大霧不利于污染物擴(kuò)散,不僅使城區(qū)環(huán)境質(zhì)量下降,大霧形成的高濕和含碳污染物等環(huán)境使空氣絕緣性能下降,致使高壓線間發(fā)生短路,造成輸電線路大范圍故障。為了最大程度消除大霧對人類活動的影響,氣象專家想出了各種“消霧”的方法。
對氣溫高于0℃暖霧,常采用加熱法或利用直升機(jī)或噴氣發(fā)動機(jī)攪動氣流以減少霧滴的濃度;此外,還可播撒氯化鈣、鹽粉、尿素等吸濕劑使霧滴形成大滴而下沉。對于低于O℃的冷霧,則可采用噴灑液態(tài)二氮化碳、丙烷、液氮等制冷劑產(chǎn)生冰晶或引入人工冰晶碘化銀使霧中水汽凍結(jié),讓霧變成“雪”下落,以達(dá)到消霧目的。
人工增雨
形成降水必須要有兩個條件,一是云中要有充足的水汽,二是要有適當(dāng)多的凝結(jié)核。因此,人工降雨的方法就是向云中引入人工凝結(jié)核。一般是采用飛機(jī)、火箭、高炮、氣球和在上升氣流區(qū)地面燃燒碘化銀等手段,把催化劑送入云中。飛機(jī)一般飛到6000米左右高度穿云播撒催化劑?;鸺?、高炮則直接轟擊雷雨云適當(dāng)部位,彈頭裝載碘化銀送入云中。氣球下掛碘化銀焰彈,升入云中零度層以上燃燒,把催化劑釋放出來。對溫度在零上的暖云,一般使用吸濕性物質(zhì)如鹽粉、尿素、氯化鈣等,使云中水汽變成大水滴下落成雨。對于溫度低于零度的冷云則播撒人工晶核碘化銀等,或者播撒干冰、液體氮?dú)獾?,使冷云中冰晶?shù)量增加而提高降水效率。
人工防雹
當(dāng)雞蛋大甚至籃球大的冰雹從天空密集砸向地面,眨眼間,設(shè)施毀壞、牲畜斃命、人員受傷,其破壞程度不亞于一次“飽和式空中轟炸”。因此,怎樣在冰雹砸向地面之前就將其扼殺在“搖籃”之中,一直是氣象學(xué)家們面臨的緊迫課題。
云層中的水汽碰到凝聚核后會形成水滴下落,如果遇到低溫層和上升氣流,水滴會結(jié)冰并被托上云層。再次下落,如果再遇低溫和上升氣流,又會結(jié)冰并被再次送上云層。如此反復(fù),冰雹就會“越長越大”,直至最后上升氣流無法承受其重量,它就會砸落到地面。
催化劑同樣是人工防雹的主力軍。當(dāng)高炮將大量碘化銀等催化劑集中快速送到云層中時,就會在云中形成大量的凝聚核。這樣,本來因凝聚核過少易形成大冰雹的云層,由于突然出現(xiàn)大量凝聚核,冰雹就不易“長大”。而當(dāng)冰雹的直徑在5毫米以下時,也就無法對地面構(gòu)成危害了。一旦發(fā)現(xiàn)哪塊云彩“勢頭不對”,就會“以其之道還治其身”,“先下手為強(qiáng)”,用高炮對其進(jìn)行“飽和攻擊”,讓冰雹變成“小鹽粒”溫順地落下來。
人工消雨
消雨的原理其實(shí)和人工降雨一樣,只不過是讓本來要在需要避雨的區(qū)域下的雨提前下而已。一般而言,是在需要消雨區(qū)域上風(fēng)方向大約50公里左右的位置,一旦發(fā)現(xiàn)哪塊云朵要下雨,就使用人工降雨的方法,讓雨水提前降落。如此,需要防雨的區(qū)域自然也就是晴空朗朗了。
一、違法人工增雨行為所致?lián)p害應(yīng)適用行政賠償。
筆者認(rèn)為,根據(jù)《氣象法》和《人工影響天氣管理?xiàng)l例》的有關(guān)規(guī)定,縣級以上氣象主管機(jī)構(gòu)享有行政處罰權(quán),應(yīng)屬其同級政府的一個職能部門,其性質(zhì)應(yīng)定為行政機(jī)關(guān)。人工增雨作為人工影響天氣作業(yè)中的一種,是在各地政府的領(lǐng)導(dǎo)與協(xié)調(diào)下,基于本地區(qū)的公益事業(yè),由氣象主管機(jī)構(gòu)指揮實(shí)施的行政行為?!稓庀蠓ā返?9條規(guī)定:“違反本法規(guī)定,不具備省、自治區(qū)、直轄市氣象主管機(jī)構(gòu)規(guī)定的資格條件實(shí)施人工影響天氣作業(yè)的,或者實(shí)施人工影響天氣作業(yè)使用不符合國務(wù)院氣象主管機(jī)構(gòu)要求的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的作業(yè)設(shè)備的,由有關(guān)氣象主管機(jī)構(gòu)按照權(quán)限責(zé)令改正,給予警告,可以并處十萬元以下的罰款;給他人造成損失的,依法承擔(dān)賠償責(zé)任;依法追究刑事責(zé)任”。從中可以看出,違法作業(yè)將導(dǎo)致三種責(zé)任:刑事責(zé)任、行政處罰責(zé)任和行政賠償責(zé)任。其中對于經(jīng)濟(jì)損失的賠償是以違反法律規(guī)定實(shí)施人工增雨造成損失為前提的。此種賠償是基于行政行為違法性而生的行政賠償。對于不存在違法事由而產(chǎn)生的損失,法律沒有規(guī)定其解決方法和途徑。根據(jù)《人工影響天氣管理?xiàng)l例》的規(guī)定,人工增雨作業(yè)的實(shí)施需經(jīng)過審批,因此其實(shí)施多屬合法。既然不違法,受害人就無權(quán)請求行為人給予行政賠償。人工增雨行為是為當(dāng)?shù)毓怖鎸?shí)施的公益事業(yè),或?yàn)榻獬r(nóng)業(yè)旱情,或?yàn)榻档涂崾罡邷?。公眾在因政府行為受益的同時,卻有個別人為此作出額外的犧牲(有時這種犧牲甚至超過了受害人的承受限度),并無從獲得救濟(jì),這顯然有悖社會公正。
二、合法人工增雨作業(yè)所致?lián)p失的承擔(dān)。
美國上世紀(jì)70年生過這么一起案件:南達(dá)科他州一所大學(xué)進(jìn)行了人工降雨的試驗(yàn),當(dāng)天當(dāng)?shù)爻霈F(xiàn)了特大暴雨并引發(fā)洪災(zāi),造成很大損失,該大學(xué)被起訴。這場訴訟的關(guān)鍵在于判定暴雨是否系人工降雨引起。最后科學(xué)家一致認(rèn)定人工增雨的作用不足以引發(fā)暴雨和洪水,大學(xué)不承擔(dān)責(zé)任。無獨(dú)有偶,今年7月25日中午12點(diǎn)左右,蘇州突降暴雨,狂風(fēng)掀翻了蘇州某廠生產(chǎn)車間的彩鋼板屋頂,車間生產(chǎn)的光學(xué)鏡片一經(jīng)雨淋即報廢,雖工人立刻搶救,但大部分鏡片還是報廢了,企業(yè)損失達(dá)九萬元左右。企業(yè)報請保險公司理賠,保險公司經(jīng)查證認(rèn)為當(dāng)天暴雨很可能系鄰市進(jìn)行的人工增雨作業(yè)所致,從而引出了損失如何賠償?shù)膯栴}。筆者以為,損害后果可以從以下三種途徑獲得解決。
(1)受害人自己有過錯的,應(yīng)按過錯大小承擔(dān)相應(yīng)的責(zé)任。人工增雨有嚴(yán)格的操作程序,其中之一便是需提前向公眾預(yù)告。受害人在知悉預(yù)告后未積極采取預(yù)防措施,或者在災(zāi)情發(fā)生后未積極防止損失擴(kuò)大的,應(yīng)負(fù)相應(yīng)之責(zé)。
(2)保險公司在承保范圍內(nèi)承擔(dān)相應(yīng)責(zé)任。一如美國科學(xué)家一致認(rèn)定人工增雨的作用不足以引發(fā)暴雨和洪水,在現(xiàn)有的科學(xué)技術(shù)條件下,人工催化增加的降雨量一般僅為10%-20%,因此災(zāi)害的發(fā)生主要還是自然作用的結(jié)果。保險公司對于屬于其承保范圍內(nèi)的投保人損失,應(yīng)當(dāng)依照保險合同的約定給予相應(yīng)的保險金賠償。上述蘇州某廠鏡片遭雨淋報廢等損失,如果當(dāng)天的雨情達(dá)到其承保的“雷擊、暴雨、暴風(fēng)、龍卷風(fēng)、雹災(zāi)”標(biāo)準(zhǔn)之一,保險公司就應(yīng)當(dāng)承擔(dān)合同責(zé)任。法律雖然規(guī)定了氣象主管機(jī)構(gòu)進(jìn)行人工影響天氣作業(yè)的預(yù)先公告義務(wù),但現(xiàn)有的科學(xué)技術(shù)使氣象部門尚不能精確界定催化作業(yè)的具體后果,不能預(yù)見其作業(yè)所致?lián)p害將延及作業(yè)區(qū)外,從而無法要求其負(fù)起在作業(yè)區(qū)外進(jìn)行預(yù)告的義務(wù)。因此,對于損失的發(fā)生,氣象部門并無過錯,不能責(zé)令其承擔(dān)賠償責(zé)任。在此情形下,若是損害后果的發(fā)生確定系人工增雨作業(yè)引起,應(yīng)當(dāng)求助于行政補(bǔ)償,通過公共負(fù)擔(dān)平等的原則補(bǔ)償受害人的損失。
喜愛軍事歷史的朋友,往往會對一些氣象條件影響戰(zhàn)局的戰(zhàn)例如數(shù)家珍。早在冷兵器時代,一些優(yōu)秀的軍事統(tǒng)帥就已開始注意天氣變化的規(guī)律,如古代中國著名的蚩尤利用大霧天進(jìn)攻與赤壁之戰(zhàn)中的“借東風(fēng)”。即使到了現(xiàn)代社會,人類引以為豪的軍事機(jī)械在萬千氣象的威力前,仍有可能甘拜下風(fēng)。
第二次世界大戰(zhàn)中一些戰(zhàn)役的戰(zhàn)局,就被極端氣象條件所左右了。如納粹德國對蘇聯(lián)的“巴巴羅薩”閃擊計劃,被1941年提早來臨的寒潮所挫敗。一些后世研究者認(rèn)為,蘇聯(lián)有意進(jìn)行了大量的人工降雨,讓冬天提前到來。1944年冬,納粹德國對西線盟軍發(fā)動阿登反擊戰(zhàn)役,正是因一份暴風(fēng)雪天氣的氣象預(yù)報,得以預(yù)知盟軍飛機(jī)無法起飛,并利用這個短暫的“優(yōu)勢窗口”發(fā)動了進(jìn)攻。
氣象在這兩場戰(zhàn)役中扮演的角色,恰恰反映出工業(yè)時代人類試圖了解天氣變化機(jī)制,乃至以人工手段影響這種變化的嘗試。從保障工農(nóng)業(yè)生產(chǎn),到滿足軍事行動需要,人類一直力圖撩開天氣神秘的面紗,窺見雨雪風(fēng)霜形成機(jī)制的奧秘?,F(xiàn)代氣象學(xué)讓天氣變化逐漸褪去迷信的色彩,天氣預(yù)報服務(wù)提供了“未雨綢繆”的科學(xué)依據(jù);物理與化學(xué)等其他一些學(xué)科的進(jìn)展,又讓人工降雨和人工消雨成為可能。
但這些已經(jīng)取得的成就,是否意味著今天人類完全弄清了地球天氣變化的機(jī)理?答案顯然是否定的。盛夏時節(jié),突如其來的暴雨總讓人猝不及防,只得抱怨電視臺和手機(jī)上的天氣預(yù)報不準(zhǔn);有些臺風(fēng)會走出完全出乎專家們意料的詭異路徑,繼而突然登陸釀成巨災(zāi),而人類嘗試驅(qū)趕或消弱臺風(fēng)的試驗(yàn)卻鮮有成功的記錄。
這些生活中常見的事例,不斷提醒著人們,天氣變化的背后有著相當(dāng)復(fù)雜的機(jī)理。即使是在擁有超級計算機(jī)和人造衛(wèi)星的太空時代,不斷升級的數(shù)值天氣預(yù)報,也仍然難以完全預(yù)見未來的天氣變化趨勢,而且時間越久,誤差通常就會越大。對這種現(xiàn)象的關(guān)注與研究,甚至孕育了一個全新的學(xué)科,那就是以“蝴蝶效應(yīng)”聞名的大氣混沌學(xué)。
未雨綢繆“操控”奧運(yùn)天氣
演練人工減雨備戰(zhàn)開幕式
①經(jīng)權(quán)威機(jī)構(gòu)最新統(tǒng)計資料顯示,奧運(yùn)會期間兩天會有一次小的降雨,大雨的概率僅為6%,在開幕式當(dāng)天降雨的概率為47%。為了保證奧運(yùn)會賽事的正常運(yùn)行,北京市氣象局針對突發(fā)性的氣象狀況早已“未雨綢繆”。日前,北京市氣象局人工影響天氣辦公室常務(wù)副主任張薔女士在接受采訪時詳細(xì)介紹了氣象團(tuán)隊為此所作的準(zhǔn)備。
②在北京氣象局一間不足200平方米的屋子里放著近40臺電腦,電腦屏幕上顯示著不斷變幻的彩色曲線,“千萬不能動,每一個數(shù)據(jù)都可能使得出的答案不準(zhǔn)確!”記者不小心將鼠標(biāo)碰了一下,被張主任“逮”了個正著?!皻庀筮@個團(tuán)隊,無論是先前的預(yù)測還是人工影響這一環(huán)節(jié),我們的工作都容不得一絲差錯?!彪S著奧運(yùn)的臨近,為提高奧運(yùn)場館周圍氣象預(yù)報的準(zhǔn)確性,在場館周邊設(shè)立了多個監(jiān)測點(diǎn),由點(diǎn)至面進(jìn)行氣象觀測工作,在北京有多達(dá)15個監(jiān)測氣象站。北京奧運(yùn)會將首次實(shí)現(xiàn)為每個場館提供天氣預(yù)報,這在當(dāng)今氣象界也是很高的要求。
③自3月25日正式啟動北京賽區(qū)奧運(yùn)氣象服務(wù)以來,由從全國調(diào)來的12名優(yōu)秀的氣象服務(wù)人員和北京市氣象部門38名預(yù)報員等共110余人組成的團(tuán)隊已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了用中、英、法三種語言進(jìn)行氣象預(yù)報。除了有針對性地對氣象“連續(xù)跟進(jìn)”,在關(guān)鍵時刻還會對奧運(yùn)氣象進(jìn)行“會診”。協(xié)同北京奧運(yùn)會氣象服務(wù)除了北京賽區(qū)奧運(yùn)氣象服務(wù)團(tuán)隊還有協(xié)辦城市氣象服務(wù)機(jī)構(gòu)。為提供更為準(zhǔn)確的氣象信息,技術(shù)是重要的一環(huán)?!霸谌斯び绊懱鞖夥矫?,我們一直向比較先進(jìn)的俄羅斯學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn),并且引進(jìn)他們的技術(shù)。”
④除了精確的預(yù)報,這個團(tuán)隊另一項(xiàng)工作是針對突發(fā)性的天氣進(jìn)行人工調(diào)控。人工影響天氣是一項(xiàng)發(fā)展中的年輕科學(xué),還有很多問題要解決。比如人工增雨方面,可增加的降水量為自然降雨量的6%~25%。對于強(qiáng)降水過程、大范圍深厚降水云層,就目前的技術(shù)和科學(xué)水平還不能起到有效防御。人工影響天氣不是萬能的,在現(xiàn)有的技術(shù)之下,我們只有通過反復(fù)演練以減少反應(yīng)時間,加速對天氣的影響。張薔女士說:“從2002年至2007年,北京科委科研經(jīng)費(fèi)投入達(dá)到350萬元,我們已經(jīng)有比較可靠的‘后勤保障’?!泵磕耆斯び绊懱鞖庑〗M都會租用三臺飛機(jī)展開“活動”。人工影響天氣團(tuán)隊內(nèi)部的配合也從不馬虎:在地面,應(yīng)用雷達(dá)觀測監(jiān)測點(diǎn)――如火箭作業(yè)點(diǎn)觀測,及時將信息傳達(dá)給無線電收發(fā)裝置,工作人員通過電話語音系統(tǒng)反饋到市級人工氣象指揮中心,根據(jù)實(shí)時監(jiān)測及時修正作業(yè)方案。經(jīng)過多次的演練,從申請收集命令到下達(dá)整個作業(yè)現(xiàn)在只需要10分鐘。從2002年開始,針對開幕式,人工影響天氣團(tuán)隊主要集中排練“減雨”。多次的排練,已使得這個團(tuán)隊的凝聚力更強(qiáng)了。
(節(jié)選自2008年05月02日《人民日報》
海外版)
1.現(xiàn)在,人類既可以“人工降雨”,也可以“人工減雨”。那么,人工影響天氣是萬能的嗎?為什么?
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2.“為提高奧運(yùn)場館周圍氣象預(yù)報的準(zhǔn)確性”,北京氣象局做了哪些相關(guān)的工作?
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3.第④段畫線句子運(yùn)用了哪種說明方法?有何作用?
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4.“在關(guān)鍵時刻還會對奧運(yùn)氣象進(jìn)行‘會診’”中“會診”為什么加上引號?
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5.讀完這篇文章,請說說你對“人定勝天”是怎樣理解的,并舉例說明。
果真有龍嗎? 科學(xué) 發(fā)展 到今天,這已是個無需回答的 問題 了,可我總覺得
不是嗎?中國人是“龍的傳人”,誰能否認(rèn)?請打開地圖,在世界上北緯15°~30°的緯度帶上,大都是干旱的沙漠或荒漠,且不說從大西洋岸到紅海之濱的撒哈拉大沙漠(全世界最大的沙漠,面積770多萬平方千米,有我國4/5面積大);還有地面沒有一條河流的沙特阿拉伯境內(nèi)的沙漠;就連美國的西海岸、同緯度墨西哥內(nèi)陸也免不了沙漠的侵占。然而,我國處于這一緯度帶上的長江以南地區(qū),卻成為降水豐沛的“魚米之鄉(xiāng)”,這可是受惠于雨熱同期的季風(fēng)氣候,得力于夏季風(fēng)這條“中國龍”埃生活在這個地區(qū)的“龍的傳人”——華夏兒女能不感謝“中國龍”的哺育之恩嗎?
“龍”的家在哪兒? 影響 中國的夏季風(fēng)有兩個:一個是來自太平洋的東南季風(fēng),在大興安嶺——陰山——賀蘭山——岡底斯山一線以東以南的半壁河山(即季風(fēng)區(qū))都能受到它的 影響 ,它從太平洋上帶來充足的水汽,使這一廣大地區(qū)的年降水量至少在400毫米以上,多的達(dá)2000毫米~3000毫米,成為我國重要的農(nóng)耕區(qū)?,F(xiàn)在,我國絕大部分人口和耕地都集中在這里,是我國九大商品糧基地,也是糖料、油料、淡水魚、豬、雞、鴨的生產(chǎn)基地。5大商品棉基地有4個都在本區(qū),這里城鎮(zhèn)密集,工廠林立、 經(jīng)濟(jì) 發(fā)達(dá)、市場繁榮,是我國最精華的部分。另一個是來自印度洋的西南季風(fēng),它主要影響我國西南地區(qū)、華南地區(qū)以及長江中下游地區(qū)。兩條“龍”的共同影響,使我國的南方(淮河以南)地區(qū),年降水量大都在800毫米以上,植物繁茂,山青水碧,風(fēng)光秀麗,農(nóng)田以水田為主,主要的糧食作物為水稻,人們以大米為主食,長江中下游平原因河汊縱橫交錯,湖蕩星羅棋布,淡水魚的產(chǎn)量大,而稱為“魚米之鄉(xiāng)”。
人們常說“風(fēng)調(diào)雨順”或“風(fēng)不調(diào)雨不順”,可見降水的變化與冬夏季風(fēng)的活動有關(guān),尤其與夏季風(fēng)的進(jìn)退關(guān)系密切。
“風(fēng)調(diào)雨順”的年頭,“龍”的登陸很有 規(guī)律 ,即有兩次大的跳躍過程和三次較長的停滯過程,稱為“三停二躍”。一般是5月中旬,夏季風(fēng)開始在南部沿海登陸,與盤踞在這里的冬季風(fēng)相遇,形成鋒面雨帶,南嶺以南的地區(qū)最早進(jìn)入雨季,綿綿春雨持續(xù)20天~30天,華南成為全國的多雨中心,這是第一次停滯;6月中旬,“龍”第一次北躍,雨帶隨之北移到長江中下游地區(qū),該地區(qū)成為我國的多雨中心,這時正值梅子黃熟季節(jié),細(xì)雨連綿達(dá)一個月之久,人們稱之為“梅雨”。古詩“黃梅時節(jié)家家雨,青草池塘處處蛙”,形象地描繪了梅雨季節(jié)的景象。又因此時多雨陰濕,許多物品極易受潮發(fā)霉,故有人又稱之為“霉雨”,這可是人們做霉醬的好時機(jī)呢。這是雨帶的第二次停滯;7月中旬,“龍”第二次北躍到淮河以北,雨帶也隨之北移,從7月中旬到8月中旬,鋒面雨帶在東北和華北第三次停滯,這一地區(qū)進(jìn)入雨季。9月份,由于北方冷空氣增強(qiáng)南下,“龍”就開始南撤,雨帶隨之迅速南移;10月,冬季風(fēng)頻頻南下,“龍”在大陸上消失,返回到海洋上,大陸上的雨季隨之結(jié)束。由于“龍”對我國東部季風(fēng)區(qū)的影響主要是5月至9月,故使我國大部分地區(qū)的降水多集中在5月至9月,這個時期的降水量,一般占到全年降水量的80%左右。而南方由于受“龍”的影響時間較長,故雨季開始早,結(jié)束晚,雨季長,降水多。北方雨季開始晚,結(jié)束早,雨季短,降水少。
“風(fēng)不調(diào)雨不順”的年份,該下雨的時候不下,不該下雨的時候拼命地下,就會造成旱災(zāi)或澇災(zāi),這是為什么?這也是“龍”在作怪。“龍”勢力強(qiáng)的年份,它推動鋒面雨帶急速北上,跳過江淮地區(qū)到達(dá)華北和東北,由于長江中下游地區(qū)的梅雨期縮短,降水減少而發(fā)生干旱,而華北、東北地區(qū)因雨季過早過猛則發(fā)生洪澇,這就是人們常說的“南旱北澇”。如1959年初夏季節(jié),由于從太平洋來的東南季風(fēng)勢力強(qiáng)盛、移動迅速,很快地由南嶺跳到淮河以北,使雨帶較往年提前到達(dá)華北一帶,造成長江中下游地區(qū)在梅雨季節(jié)反常地出現(xiàn)“空梅”,干旱持續(xù)達(dá)兩個月之久,形成百年未遇的大旱,而黃河中下游地區(qū)和東北的大部分地區(qū)洪水肆虐,形成南旱北澇的局面。“龍”勢力弱的年份,鋒面雨帶在江淮地區(qū)遲遲不能北上,梅雨期在該地延長一個多月。就會出現(xiàn)水澇災(zāi)害,北方則出現(xiàn)嚴(yán)重的干旱,發(fā)生“北旱南澇”的災(zāi)情。如1954年,“龍”勢力較弱,被北方冷空氣所阻,冷、暖空氣在江淮流域相持達(dá)兩個月之久,梅雨期比正常年份延長了一個多月,僅7月的降水就超過400毫米,使長江中下游地區(qū)發(fā)生了百年未遇的大水,而北方則出現(xiàn)嚴(yán)重干旱。
我國是個多水旱災(zāi)害的國家,每年總有一些地區(qū)發(fā)生水旱災(zāi)害。據(jù) 歷史 文獻(xiàn) 記載:公元前206年至1949年,在2155年間,共發(fā)生水旱災(zāi)害1750多次,其中大旱1056次,大水658次。新
[關(guān)鍵詞]延安市;水土流失;監(jiān)測
中圖分類號:TD353.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)20-0041-02
水土保持監(jiān)測預(yù)報作為水土保持生態(tài)建設(shè)一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)性工作和“四大任務(wù)”之一,愈來愈受到各級的高度重視和社會的廣泛關(guān)注。自1991年水土保持法頒布,特別是近些年來,全市水土保持監(jiān)測工作,按照中央確立的新的治水思路,圍繞水土保持生態(tài)建設(shè)中心工作,求真務(wù)實(shí)、改革創(chuàng)新,突出重點(diǎn)、全面推進(jìn),取得了明顯成效,有了長足的發(fā)展。
隨著知識經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,科學(xué)技術(shù)的日新月異,水土保持工作內(nèi)涵的變化,對水土保持管理工作要求越來越高,水土保持監(jiān)測工作已顯得尤為重要,應(yīng)該引起高度重視。
1監(jiān)測工作的必要性
1.1 監(jiān)測工作是水土保持工作的重要內(nèi)容之一
對于水土保持工作來講,監(jiān)測工作還是一項(xiàng)新興的事業(yè),同時也是一項(xiàng)非常重要的工作。特別是在當(dāng)今這個知識經(jīng)濟(jì)的新時代,科學(xué)技術(shù)口新月異,水土保持工作內(nèi)涵也不斷更新與完善。其涉及領(lǐng)域已經(jīng)從農(nóng)業(yè)、農(nóng)村、農(nóng)地,逐步向非農(nóng)領(lǐng)域、城市、礦山等一切產(chǎn)生水土流失的區(qū)域擴(kuò)展:其內(nèi)容也從預(yù)防監(jiān)督、治理開發(fā)擴(kuò)大到監(jiān)測預(yù)報、行政管理和科研教育等整個水土保持工作中。其中監(jiān)測工作好比水土保持工作的先行官和監(jiān)視器,水土流失面積、分布、流失程度、危害、發(fā)展趨勢,以及水土流失防治和效益狀況等都要靠監(jiān)測手段來完成。因此,加強(qiáng)新時期水土保持監(jiān)測工作是十分必要和緊迫的。
1.2 監(jiān)測工作是水土保持法律法規(guī)所賦予的重要職責(zé)
《中華人民共和國水土保持法》要求“水行政主管部門,要建立水土保持監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。對水土流失動態(tài)進(jìn)行監(jiān)測預(yù)報,并予以公告”,《水土保持條例》和《水土保持監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)管理辦法》對監(jiān)測、公告的主要內(nèi)容、監(jiān)測機(jī)構(gòu)的職責(zé)等也有明確規(guī)定。因此,監(jiān)測工作是各級水土保持部門的重要職責(zé),必須盡快建立完善監(jiān)測機(jī)構(gòu),做到依法監(jiān)測。
1.3 監(jiān)測工作是水土保持預(yù)防、監(jiān)督、治理等宏觀決策的基礎(chǔ)
水土流失防治、規(guī)劃的制訂、執(zhí)法部門的監(jiān)督和依法行政、綜合防治措施的總體布局和實(shí)施水土保持宏觀決策,均需要及時、準(zhǔn)確和翔實(shí)全面的監(jiān)測數(shù)據(jù)作為依據(jù)。如果缺少監(jiān)測工作提供的監(jiān)測信息,就難以掌握水土流失狀況、變化規(guī)律及發(fā)展趨勢,水土流失的防治工作就會存在盲目性,“數(shù)字化水保”就難以實(shí)現(xiàn)。
2 延安市水土保持監(jiān)測工作狀況
延安市的水土保持監(jiān)測工作還剛剛起步。近年來結(jié)合水土流失治理工作,全市少數(shù)縣根據(jù)不同需求結(jié)合現(xiàn)有水土保持生態(tài)建設(shè)項(xiàng)日相繼建立了一些水土保持示范基地、徑流小區(qū)、徑流場等,亦獲得了一定的觀測資料,為進(jìn)行土壤侵蝕規(guī)律、水土保持效益的分析研究,提供了大量的科學(xué)數(shù)據(jù),取得了一定的成果。
土壤侵蝕規(guī)律研究。以向陽溝小區(qū)試驗(yàn)場等觀測小區(qū),以及我市16Ol座中型淤地壩泥沙淤積調(diào)查資料為基礎(chǔ),結(jié)合利用人工降雨在全市林地和坡耕地進(jìn)行了人工降雨試驗(yàn),獲得了土壤侵蝕與降雨、坡度、植被等因子的相關(guān)關(guān)系,建立了一批單因子和多因子的數(shù)學(xué)模型,為全市土壤侵蝕量的計算,提供了一套較為科學(xué)的方法。
水土保持基礎(chǔ)效益研究。分別利用了延河、洛河、南川河等河流的徑流泥沙資料和上游水土保持狀況,完成了諸河流泥沙動態(tài)變化研究,對上游水土保持治理成果進(jìn)行了專門的分析評價。
3 應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)對全市重點(diǎn)水土流失區(qū)土壤侵蝕現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查
從1986年到20O1年,結(jié)合全國土壤侵蝕調(diào)查,我市已進(jìn)行了3次大范圍土壤侵蝕調(diào)查。利用新版萬分之一地形圖解譯方法從目視解譯到以地理信息軟件(ARC/INF0)為背景平臺,采用人機(jī)交互判讀,其成果一次比一次更科學(xué)。初步應(yīng)用3s技術(shù),初步建立了全市一個小流域的圖形數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫模型。為提高水土保持工作管理水平,搞好水土保持監(jiān)測工作奠定了良好的基礎(chǔ)。
但也應(yīng)該看到,與其他監(jiān)測先進(jìn)省市相比還有‘定差距。在機(jī)構(gòu)建設(shè)上,雖然延安市監(jiān)測分站成立較早,但人員配備和軟硬件環(huán)境建設(shè),還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)新時期監(jiān)測工作的要求。全市在8O年代建立的一批水土保持觀測站點(diǎn),規(guī)模都比較小,而且由于資金有限,大多數(shù)的站點(diǎn)已不能正常工作。幾乎所有站點(diǎn)的觀測工作相繼停止,很難保證監(jiān)測資料的連續(xù)性。因此,為完善全市監(jiān)測技術(shù)體系,實(shí)現(xiàn)精確定量、定位監(jiān)測,必須加快全市各級水土保持監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的步伐。
4 監(jiān)測工作總體設(shè)想
4.1 搞好監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)
宏觀決策是通過數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)的,而數(shù)據(jù)是通過監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)獲得的。監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)要以市監(jiān)測分站為核心,根據(jù)不同區(qū)域、流域、水土流失類型、河流、水庫、國家重點(diǎn)治理區(qū)和大型開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目區(qū)、泥石流和風(fēng)沙區(qū)等,分別設(shè)立區(qū)域監(jiān)測站、流域監(jiān)測站、類型區(qū)監(jiān)測站、河流監(jiān)測站、水庫上游監(jiān)測站、重點(diǎn)項(xiàng)目監(jiān)測站、特殊區(qū)域監(jiān)測站。按照“全國水土保持監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)可研報告”和“全市水土保持監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)實(shí)施方案“全市“十一五”期間計劃建設(shè)完善1個市監(jiān)測分站,l2個監(jiān)測站,2O一3O個固定和臨時監(jiān)測點(diǎn),構(gòu)成全市監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),納入國家水土保持監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。
4 2 信息處理系統(tǒng)建設(shè)
該系統(tǒng)應(yīng)是水土保持智能決策系統(tǒng) 其建設(shè)的主要內(nèi)容應(yīng)該是圍繞水土保持監(jiān)督執(zhí)法、治理開發(fā)、監(jiān)測預(yù)報、科研、行政管理等工作所需要的社會經(jīng)濟(jì)、水文氣象、地理信息、水土流失和水土保持等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息。各類數(shù)據(jù)可形成獨(dú)立的子數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng),并通過相關(guān)程序進(jìn)行鏈接,利用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息傳遞和交流。信息處理系統(tǒng)應(yīng)具有監(jiān)測信息的讀寫、錄入、接收、統(tǒng)計、計算、分析和傳遞、反饋、檢索等功能。通過對比分析,反映出的水土流失動態(tài)變化和水土保持成果,將作為制定政策、公告的依據(jù)。
4 3 圍繞重點(diǎn)項(xiàng)目開展監(jiān)測工作
市縣各級監(jiān)測機(jī)構(gòu)要緊緊圍繞轄區(qū)內(nèi)重點(diǎn)項(xiàng)目,開展監(jiān)測工作。市監(jiān)測分站主要是對全市水土流失及水土保持進(jìn)行宏觀監(jiān)控,分析歸類,建立完善全市水土保持信息數(shù)據(jù)庫。其監(jiān)測重點(diǎn)區(qū)域及項(xiàng)目為:(1)市屬大型水庫,以及延河、洛河、清澗河、無定河及其主要支流,泥沙變化、徑流、水質(zhì)富營養(yǎng)化演變及其上游水土保持情況監(jiān)測。(2)國家重點(diǎn)治理區(qū)延河、洛河流域治理成果、泥沙、徑流、河床演變及效益的監(jiān)測。(3)風(fēng)蝕區(qū)監(jiān)測。以安塞縣、子長縣、志丹縣、吳起縣的北部邊界,逐步向南推進(jìn),監(jiān)測土壤質(zhì)地、肥力和水份的變化,分析風(fēng)蝕沙化區(qū)的發(fā)展動態(tài):監(jiān)視大氣粉塵及沙塵天氣動態(tài)。(4)泥石流易發(fā)區(qū)監(jiān)測。重點(diǎn)是延安市區(qū)的寶塔山、鳳凰山、清涼山。主要監(jiān)測泥石流產(chǎn)生機(jī)理、發(fā)生頻率、形式、規(guī)模、危害,以及防治措施研究。(5)全市開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目宏觀監(jiān)測。全市在建開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目(相對人)基本情況、建設(shè)內(nèi)容、項(xiàng)目分類、占地面積、破壞面積、棄土棄渣、規(guī)模屬性、位置、流失情況,以及恢復(fù)治理情況等長期宏觀監(jiān)測。(6)大型開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目重點(diǎn)監(jiān)測。對短期大型開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目,諸如高速公路、鐵路和水利大型開發(fā)建設(shè),要重點(diǎn)監(jiān)測其破壞及恢復(fù)治理情況。
4.4 監(jiān)測技術(shù)方法探討
針對監(jiān)測內(nèi)容和目的的不同,采取不同的監(jiān)測方法。最重要的方法是以3s技術(shù)為基礎(chǔ),以衛(wèi)星遙總影像作為基本數(shù)據(jù)源,結(jié)合GP8定位觀測,建立以GIS為操作平臺的土壤侵蝕及其影響因子地理信息數(shù)據(jù)庫,宏觀掌握大、中流域的水土流失和水土保持狀況?:以不同類型區(qū)的小流域作為定位監(jiān)測小區(qū),結(jié)合人工降雨野外測試,采用大比例尺新版地形圖、數(shù)字地形圖作為背景值,通過不同時段的遙感信息、對比小區(qū)或人工降雨野外測驗(yàn)信息對比,分析小流域水土流失的動態(tài)變化:在不同侵蝕類型區(qū)內(nèi)選擇有代表性的已治理的小流域作為定位監(jiān)測小區(qū),結(jié)合人工降雨野外測試、水文站點(diǎn)資料、社會調(diào)查、產(chǎn)品產(chǎn)量測試等,進(jìn)行水土保持各項(xiàng)措施的基礎(chǔ)效益、經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和生態(tài)效益監(jiān)測。
4 5 監(jiān)測成果公告
監(jiān)測成果公告是監(jiān)測工作的重要環(huán)節(jié)。每5年公告一次全市市、縣和區(qū)域的水土流失及其治理狀況和發(fā)展動態(tài):每年全市水土流失防治狀況及相關(guān)監(jiān)測信息:根據(jù)需要,對主要河流、水庫上游、重點(diǎn)地區(qū)和重點(diǎn)工程項(xiàng)目的監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行不定期公告,可以使社會各界,特別是各級政府及時掌握轄區(qū)的水土流失分布狀況和流失程度,水土流失造成的危害及其發(fā)展趨勢,水土流失防治情況及其效果,以引起對水土保持生態(tài)環(huán)境的關(guān)注。
5 監(jiān)測工作存在的問題
我市水土保持監(jiān)測工作自延安市水土保持監(jiān)測分站成立以來開展了一系列的工作,近年來有了一定的發(fā)展,但與上級的要求仍存在著一定的差距。首先,經(jīng)費(fèi)投入遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足。雖然我市成立了監(jiān)測機(jī)構(gòu),但是并沒有建立起穩(wěn)定的投入機(jī)制。分站的運(yùn)行經(jīng)費(fèi)和管理經(jīng)費(fèi)明顯不足。投入機(jī)制不健全。工作經(jīng)費(fèi)的不足限制了我市水土保持監(jiān)測機(jī)構(gòu)的建設(shè)以及水土保持監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,更未形成一套成熟的管理體系。而靠單位自籌經(jīng)費(fèi)來開展水土保持監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)也是相當(dāng)困難的。
其次,監(jiān)測技術(shù)水平落后,監(jiān)測項(xiàng)目單一。我市承擔(dān)了一系列的水土保持監(jiān)測項(xiàng)目,但是開展起來還存在著不足之處,主要表現(xiàn)在操作技術(shù)人員雖然進(jìn)行過水土保持專業(yè)培訓(xùn),但是缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn):項(xiàng)目實(shí)施過程中監(jiān)測技術(shù)落后,監(jiān)測方法單一,監(jiān)測內(nèi)容僅僅限于水土流失量、植被覆蓋度等一些影響開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目的水土流失因子。
6 未來展望
隨著全國監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的建成和完善,西部開發(fā)的推進(jìn),地球信息技術(shù)的進(jìn)步,我國水土保持監(jiān)測的地位與作用日益凸顯, 理論研究也將迅速發(fā)展。和土地覆被監(jiān)測一樣,在今后較長一個時期內(nèi)遙感手段將仍然是水土保持宏觀監(jiān)測的主要數(shù)據(jù)資料來源。GIS技術(shù)作為地球信息科技的核心將發(fā)揮更大作用。目前美、歐、日、印和我國都在制定新的對地觀測計劃,其它國家和一些商業(yè)公司的小衛(wèi)星計劃將提供米級分辨率的數(shù)字圖像。作為本世紀(jì)的前沿遙感技術(shù), 高光譜遙感迅速走向?qū)嵱没?。這些都將為水土保持監(jiān)測提供更詳盡可靠的基礎(chǔ)信息。3S集成的發(fā)展, 將繼續(xù)提高數(shù)據(jù)采集、信息提取、制圖等方面的智能程度和工作效率, 減少人工處理量 。
針對不同區(qū)域的自然環(huán)境和土壤侵蝕特點(diǎn), 全市開展區(qū)域水土流失監(jiān)測評價和分析預(yù)報是最近的未來之重要任務(wù)。為使評價和分析結(jié)果與水土流失的實(shí)際生態(tài)影響更加接近,筆者認(rèn)為無論監(jiān)測內(nèi)容的指標(biāo)體系還是水土流失評價的指標(biāo)體系,都可以各大自然地理區(qū)域分別擬定,但評價的綜合標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該一致。我市地域差異甚大,經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)薄弱,生態(tài)脆弱,當(dāng)前的開發(fā)建設(shè)更需要水土保持監(jiān)測研究深入探討合理的監(jiān)測管理組織方式、科學(xué)快速的監(jiān)測手段, 開展大區(qū)域水土流失分析預(yù)測。我市有必要對流域治理、退耕還林還草等水土保持生態(tài)建設(shè)項(xiàng)目實(shí)行動態(tài)監(jiān)測評價。南部林區(qū)雖然水土流失面積小, 但經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對落后, 土地利用強(qiáng)度不大, 但也應(yīng)更加強(qiáng)調(diào)對常態(tài)水土流失發(fā)生的面源污染動態(tài)和工程建設(shè)項(xiàng)目的水土流失危害, 以及具有區(qū)域特點(diǎn)的土壤侵蝕的監(jiān)測, 為水土流失危害和隱患評價預(yù)測提供支持。
網(wǎng)絡(luò)化是水土保持監(jiān)測的最重要發(fā)展方向之一。在全市水土保持監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)快速建設(shè)的今天,網(wǎng)絡(luò)化則顯得更為迫切,資料、圖形圖象數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)共享、傳輸需求將越來越重要。今天的網(wǎng)絡(luò)化工作可以依托現(xiàn)有的INTERNET,在網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)各級各類水土保持機(jī)構(gòu)和社會團(tuán)體、公眾對水土保持監(jiān)測資料不同程度的共享,以加強(qiáng)水土保持研究、管理及與相應(yīng)部門、社會的聯(lián)系交流、協(xié)作:降低管理工作中信息傳遞的成本、提高傳輸速度與質(zhì)量。網(wǎng)絡(luò)化是實(shí)現(xiàn)微觀層次實(shí)時監(jiān)測的重要基礎(chǔ),對宏觀監(jiān)測,網(wǎng)絡(luò)化是未來管理海量數(shù)據(jù)更為必要的要求。不過目前獲取大面積水土流失數(shù)據(jù)信息尚有許多技術(shù)上的限制, 如傳輸速度、數(shù)字壓縮技術(shù)等。目前GIS發(fā)展到組件式GIS, 開放程度日益提高,基于INTERNET的WebGIS和其它分布式GIS逐漸成熟,第二代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也在快速發(fā)展,這些都可望為網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)測的實(shí)現(xiàn)提供有力支持。
參考文獻(xiàn)
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