摘 要:人工增雨,是采用科学的方法,在适当的时机,将催化剂引入云的有效部位,达到人工催化云层降水或增加降水量、开发利用空中云水资源的目的。安徽省九华山风景区属山岳型景区,森林覆盖率达90%以上,年平均降水量2129.1mm,虽雨水充沛,但降水季节分布极为不均,常出现秋冬旱。2019年9—11月,九华山遭遇70a一遇的干旱灾害,景区生活用水断供,森林火险气象等级连日维持极高火险级5级。九华山气象管理处多次实施人工增雨,作业效果明显,为缓解景区旱情、增加水库蓄水、降低森林火险等级、补充地下水资源、改善生态环境等发挥了重要作用。
關键词:人工增雨;森林防火;抗旱
1 九华山风景区森林及气候概况
九华山风景区,位于安徽省池州市青阳县境内,是国家5A级旅游区,世界地质公园,首批国家自然与文化双遗产地,中国佛教4大名山之一。景区规划面积120km2,保护范围174km2,最高峰海拔1344.4m。寺宇林立,古木参天,现有寺院99座,其中,全国重点寺院9座,安徽省重点寺院30座。有全国重点文物保护单位4处,安徽省重点文物保护单位7处。
九华山属北亚热带湿润季风气候,受地形地势、海拔高度影响,又存在复杂多变的山区局地小气候特征。森林覆盖率达90%以上,有1460多种植物。地带性植被为常绿阔叶林,中高海拔区天然植被保存完整。依山势海拔的变化,植被大体分为次生针叶林、常绿落叶阔叶林、针阔叶混交林、栽培植被区和灌丛区。对照《国家重点保护野生植物名录》,目前九华山境内有百年以上古树名木449株,国家一级保护树种59株[1]。
据1991—2018年历史气象观测资料统计,九华山风景区历年平均降水量为2129.1mm,6—8月降水相对集中,12月最少,平均77.2mm,降水季节分布极为不均(图1)。年平均相对湿度76%,6—9月均>80%,12月最低,为69%,年平均气温14.3℃。据图1显示,2019年9月、10月降水量远低于历史同期。
2 九华山2019年旱情与森林防火形势分析
2.1 2019年秋季气象要素统计分析
2019年8月12日开始,九华山出现近3个月无有效降水时段,最长连续无降水日数突破本地有气象记录以来的历史极值。因11月中下旬连续3次成功实施了人工增雨,且增雨量较大,因此,这里仅对9—10月导致干旱的相关气象要素进行统计分析。
2019年9—10月降水量仅38.5mm(其中还包含人工增雨作业所产生的增雨量),与历史同期相比减少219.5mm,仅为同期的15%(图1);平均气温高出0.7℃,最大气温日较差12.5℃(一般情况下,气温越高,日较差越大,蒸发作用越强);平均相对湿度较历史同期低3.4%,日最低相对湿度曾降到17%,空气异常干燥;总日照时数高出历史同期83h(表1)。
2.2 九华山风景区森林防火形势
森林火灾是世界8大自然灾害之一,具有突发性强、危害性大、处置救助困难等特点[2]。火灾的发生取决于3个因素:林内可燃物、合适的气象条件、野外火源[3]。
2019年8月中旬开始出现的连日少雨或无雨、较小的相对湿度、较高的气温、较大的气温日较差、长时间的日照,加速了下垫面植被、森林可燃物中的水分蒸发,使得可燃物含水率降低而变得干燥,森林火险等级持续攀升。9月1日—11月17日的78d中,九华山气象管理处发布的森林火险气象等级预报有48d为极高火险级5级,19d为高火险级4级。
森林火灾发生的关键因素为火源,分为人为火和自然火2大类。人为火包括各类生产用火和野外吸烟、烧荒烧纸等非生产性用火;自然火包括雷电火、可燃物自燃等。据统计,在所有森林大火中,有98%是由人为火源引起的。九华山风景区属佛教圣地,2019年进山人次达到1131万,大量的游人活动以及礼佛燃香、祭祀烧纸、游动吸烟等行为,使得景区防火压力剧增。另外,九华山属多雷区,雷电火也是一大火灾隐患。2014年7月11日12∶00,九华山曾发生因雷电导致花台景区2名游客身亡并引发防火棚起火事故。
由于景区面积广阔,各种火源点多面广,管控难度非常大,加之秋冬季少雨低湿等不利的气象条件,大量聚集的林内可燃物,使得景区防火形势十分严峻。为预防森林火灾的发生,风景区管委会每年都要投入大量的人力、物力、财力。
2.3 九华山风景区干旱形势
九华山核心景区(海拔高度600m以上区域)的旅游接待、居民生产生活用水全部依靠山上仅有的一座“天池水库”蓄水供应维持,自然降水是水库的唯一水源。九华山秋冬季节降水较少,几乎每年都有不同程度的秋、冬旱发生(据池州市水利局水旱灾害防御处统计,2019年出现的严重干旱灾害,为本地70a一遇),进而引发水资源的临时性缺乏。而每年的9—11月、元旦和春节期间又正是九华山的旅游旺季,旅游接待、居民生活用水量极大。近年来,随着景区游客量剧增,多次出现因干旱导致天池水库供水不足,景区生活用水限时供应的情况。
2019年,仅国庆黄金周7d,九华山景区就接待游客27.22万人次。持续的高游客量和连日无雨少雨,使得天池水库水位急剧下降,到10月下旬,水库近于干涸,核心景区内只得靠消防部门从山下运水上山为居民定时送水,严重影响景区正常旅游接待与居民日常生活。
3 九华山人工影响天气工作
3.1 人影作业装备与软件系统
2006年,九华山气象管理处从外地借调“三七高炮”首次为景区抗旱实施了人工增雨作业。近年来,在安徽省气象局和风景区管委会的全力支持下,九华山人影作业装备不断完善,作业能力不断提升,2020年还将建成安徽省飞机人工增雨作业九华山基地。