让天气为生产建设服务 [复制链接]

第7版()
专栏：

让天气为生产建设服务
东光
大气是生物生存和生活的基本环境。由于大气运动所产生的各种天气变化，从来就影响生物的生存和生活。各种生产活动，特别是农业生产受天气变化的影响很大。在远古时代，人类就想知道天气变化的规律，并幻想控制天气。由于天气变化的复杂性，这个理想的实现是非常缓慢的，即使就目前看来，可以说还只是走了第一步。
天气变化是有规律的
天气变化起源于不均匀的太阳辐射。大气运动的能量来自太阳辐射能（指在单位时间内由于一定面积上太阳照射到大气层的全部辐射波长能量的总和）。地球上不同纬度的各个地方，在每月中由于阳光投射角大小不一，所接受的太阳辐射能的差别是很大的。例如2月份所能接受的太阳辐射能在北纬二十度的地方约为北纬七十度的十倍。通常在较低纬度地区，大气在辐射能收支平衡上得热多于失热，而在较高纬地区情况正好相反。因此，引起高低纬度之间地区水平温度的差异。这种温度的差异，使得大气热能通过位能转变为构成大气运动的动能。这样一来，大气就好像一个巨大的热引擎。在其运动的过程中所必然引起的热量交换，是构成大范围热量平衡的主要过程。而且大范围热量的平衡，必须通过大规模的大气的南北交换过程来完成。
由于各地太阳辐射能收入的不平衡，造成各地温度的强烈差异，是大气把太阳辐射能变为使大气运动的动能的必要条件。在中高纬度地区（一般指三十度到极地之间的广大地区）经常存在一个或二个南北温度差异特别大的地带，在一千公里以内温度的最大差异有时可达摄氏三十度，最小也在十度以上。这样的地带一般称之为锋区，意即冷暖空气战斗的前锋区域。在锋区附近天气变化是非常剧烈的，在高空，有时也在地面，风速很大。在锋区南部（北半球）的十二公里的高空，风速最大有时可达六十至八十米／秒，即每小时约二百二十至三百公里，相当于普通飞机的速度。在锋区上天气变化的另一个特色是阴雨天气特多。通常在自由大气中，当未饱和时空气每上升一百米，约降低摄氏一度。空气上升把水汽带到高空，同时使水汽冷却凝结。这样，就为阴雨天气创造了必要的条件。在大气下半部锋区有冷锋和暖锋之分。冷锋是冷空气推动暖空气的，而暖锋是暖空气向冷空气逼进的。在冷锋上，阴雨天气区比较狭窄。冷锋过境时天气变化比较剧烈，刚过后常刮偏北方向的大风，同时温度降低。在暖锋上，阴雨天气区比较广泛。暖锋过境时风小，降雨时间长，过后天气晴暖，但因冷锋跟在后面，所以好景不长。
大范围的天气变化是一个统一的整体。大气锋区在高空的表现是围绕南北半球呈波状分布，好像黄河、长江的走向一样。波动有大小之分。大波动的东西波长达三千至八千公里，南北振辐达二千至四千公里。整个北半球一共也不过三至六个大波动。小波动一般东西波长约一千至二千五百公里，南北振辐约五百至一千二百公里。在大气的下层与波状锋区相应的是呈单元分布的高气压与低气压以及伴随着的冷暖锋。一般在高气压的控制下天气晴好，而在低气压下多阴雨天。这两种波动是有原则的不同的。通常，大的波动变化小，移动慢（有时静止，有时向西或向东移动），影响范围广，能长久维持，一般在五天以上，最长可达一个月以上。在这种情况下，最容易在两个以上大范围地区同时发生相反的持久的天气灾害。即一方面是高温或异常的温暖，另一方面是阴凉或过分的严寒；或者一方面是长期的干旱，另一方面是连绵的阴雨。在大多数情况下，高温伴随着干旱，而与阴凉结伙的是水涝。这样的天气形势每年都会发生好几次，只是持续时间长短不同而已。今年1月上、中旬我国各地异常寒冷，而从1月下旬到2月上旬全国各地又格外温暖，也是这种大形势（大的波动）前后演变的结果。小的波动的特点是变化大，移动快，通常是向东移动，每天移动约五百至一千公里（在中纬度地区），影响范围较小，阴雨天和晴朗天交替快。一般说，这种天气形势是很有利于农业生产的。
天气变化的地方特色。地表的不均匀性，特别是海、陆、山脉的分布以及气流的走向是天气变化具有地方特色的主要原因。在同样的天气形势下，有利的地形使天气变化加剧，不利的地形使天气变化减轻。例如，在冷、暖锋以及低气压的影响下，在迎风面的山坡上，空气上升速度加大，降水往往因而增加。相反，在背风的山坡下，降水往往减少。又当风向与河谷平行时，大风风力总是增大，而当风向与河谷垂直时，大风风力常常减小。在大地形的影响下，某些天气系统常在一定的地区发生或发展。例如春季从蒙古向东移动的低气压到达我国东北后往往加强。
季节不同，天气变化的规律也不完全一样。在中、高纬度地区，雷雨有显著的四季变化，是天气变化规律有四季差别的典型例子。所以如此，在于各地地表吸收太阳辐射热有明显的四季变化。夏天大气低层增热很快，空气变得很不稳定。在有利的形势下，强盛的空气对流便形成雷雨。相反，在冬天大气低层一般很少增热，有时甚至冷却，空气很稳定，即使在有利的天气形势下，也难以形成雷雨的强烈的空气对流。春、秋同是过渡季节，但在我国各地，春、秋的天气变化就有明显的不同。春季在华北、东北风沙天气特别多，在江南常阴雨连绵。相反，秋季在华北地区风和日暖，而在江南地区则秋高气爽。
目前天气预报的准确程度
目前世界气象事业比较发达的国家二十四小时短期天气预报的准确率大致在85％左右，很少达到90％。作五天以上中期天气预报的国家很少。作半个月以上长期天气预报的仅苏联、中国、美国、日本、印度等少数国家。这些国家长期天气预报的准确率大致在60％—70％。到目前为止，天气预报之所以不能完全准确的原因，首先在于影响天气变化的因素错综复杂，天气变化的规律在相当大的程度上还没有被人们完全掌握，什么是控制天气变化的主要因素，并没有完全摸清楚。其次是，天气变化是大范围的，它的变化规律不能在试验室内完全重演出来。这增加了研究工作的困难。也由于天气变化是大范围的，研究它变化的规律就应有各地的详细的气象纪录，但是，直到如今，在海洋上，在沙漠里，在极地区域以及在高山之区，这样的资料是非常缺乏的。最后，还在于天气变化的地方特色非常浓厚，在甲地积累的天气变化的经验很大一部分不能拿到乙地去应用。这样，不但增加作大范围天气预报工作的困难，而且使总结实践经验上升为理论的工作复杂化。
1958年在农业生产大跃进需要的推动下，我国各地气象（候）站、哨开展了补充预报工作，使我国短期天气预报的准确率大大提高了一步。这是抓住天气变化的地方特色，结合大形势天气预报，迅速提高预报准确率的一个有效办法。在这个基础上进一步提高天气预报的准确率，一方面需要总结和推广大范围预报的及补充预报的各种先进经验，另一方面必须从实际出发，研究天气变化规律的理论。
天气和气候需要人工控制
预报未来天气的变化是为了各经济部门合理利用有利的天气条件和预防不利的天气条件的危害。等候和预防只是人对待自然的一个消极的方面。交通运输和工农业生产建设，特别是农业生产，要求积极地干预自然，利用自然，也就是说，要求按照人们的需要对天气和气候进行人工控制。
人工控制天气和气候的方式可分为两个方面。一是企图从大范围内改变大气运行规律。在这方面有种种设想，如利用原子弹来消灭台风，或改变它的移动路径；在白令海峡建坝以改变北极和北太平洋的洋流方式，达到改造亚洲北部气候和改变寒潮的移动方向的目的；利用大气电离层的能量制成人工太阳来改造高纬度地区的气候，等等。这些理想的实现尚待进一步研究。人类已经掌握了无穷无尽的巨大能量——原子能，这是可以用来改造自然的动力，但是，一个天气系统具备的能量也是非常巨大的。一个中等强度的台风的能量，约相当于一千个原子弹的能量。利用人工太阳可以得到像满月时月光一样的照射，但要想使地面温度增高几度就不太可能。看来，人在自然面前，好比海洋上的小舟碰到鲸鱼一般，不能同它硬拼，只好暂时回避。但是，随着人对自然规律认识的深入，人类必定能找出战胜自然的有效办法。
另一个方面是局部地对天气和气候，特别是对小气候进行人工控制。这是投资少，收效快，简单易行，亟待研究试用的办法，这方面的主要工作是人工造雨，人工消雾，各种防霜措施（如灌溉、熏烟等），防止干旱的农业技术（如灌溉、铺沙、中耕和平整地表），各种提高表层温度的农业技术（如风障、垅作），以及能取得综合效用的人工造林等。
目前人工造雨在有利的天气条件下一次可增加降水几公厘到十几公厘，对农业生产好处很大。但要满足农业生产的需要还很不够。必须进一步研究改进，并且要求有正确的天气预报相配合。
今年春季天气变化的动向
1958年冬天我国严寒的日子不长，仅今年1月上、中旬较常年为冷，而且最严寒的时期出现在1月上旬，较常年提早十至十五天。去年12月与今年1月下旬到2月上半月，天气异常温暖。今年春天的来临较常年为早。但是，在农民群众中有所谓“倒春寒”的经验，意思是说，冬天温暖，那么，在春天还会有相当寒冷的时期。这是一条比较可靠的经验，如是，今年春天的结束日期可能推迟。估计今年长江中、下游以北，海河流域以南各地，春季晚霜冻的终止日期将比常年略迟。因此，这些地区的喜温作物如水稻、棉花等的播种，油菜和冬小麦以及蔬菜等的预防晚霜冻为害，希密切注意十天以内的天气预报。
据估计，今年春天东北、华北以及华南部分地区降水将较常年为少，须注意保墒、灌溉等工作。长江流域降水已趋向增多，要注意对越冬作物如油菜、冬小麦等以及旱地春播作物清沟排水。为了防止这个地区发生夏旱，蓄水防旱也应予以重视。