科技创新守护"亚洲水塔" 大型无人机高原增雨雪试验取得重要突破

问题—— 青藏高原是多条亚洲主要河流的源头供给地,被称为“亚洲水塔”。

近年来,高原暖湿化趋势加快,冰川消融速度上升,多年冻土持续退化,水资源时空分配不均、生态系统脆弱性增强等问题交织显现。

对西藏等地而言,既要守住生态安全底线,又要提升水资源保障能力,迫切需要更精准、更可持续的技术支撑。

长期以来,受制于高海拔、强对流多发、地形切割深等因素,高原航空人工增雨(雪)作业难度大、窗口期短,2023年之前相关空中作业在部分区域仍属空白。

原因—— 高原气候变化带来的挑战具有复合性。

一方面,气温升高与水汽条件变化叠加,改变了云降水过程和流域产汇流格局;另一方面,冰冻圈变化与地表植被、土壤水分循环相互作用,使“水从哪里来、何时来、如何用”更具不确定性。

同时,高原人工影响天气作业需要平台具备高原起降、长航时、抗风抗湍流、精细化播撒与稳定探测等能力,对装备可靠性、监测与指挥体系提出更高要求。

这些因素共同决定了高原增雨(雪)必须在技术路线、作业组织与评估体系上实现突破。

影响—— 此次试验覆盖的“一江两河”,指雅鲁藏布江、年楚河与拉萨河流域,是青藏高原生态保护核心区域与西藏经济社会发展核心地带。

试验进展显示,大型无人机已实现由“首飞验证”向“常态运行”跨越:2023年完成高原首飞,实现高原人工增雨(雪)空中作业“零的突破”,2024年实现常态化飞行作业。

实施至今,大型无人机累计开展作业33架次,总飞行时长超过106小时,作业范围覆盖“一江两河”重点生态功能区。

在科学认识方面,依托空地一体化监测网络与机载探测设备,科研团队较系统刻画了流域云系特征,发现高原云中存在较为丰富的过冷水资源,表明具备可观的增雨(雪)开发潜力。

监测评估结果显示,播云后云水向降水粒子转化增强,地面降水出现增加信号。

综合初步估算,试验期间增水带来的经济效益超过亿元;同时,作业影响区植被指数显著提升、植被长势持续向好,生态效益开始显现。

相关成果为高原水源涵养、草地恢复、生态修复以及防灾减灾提供了新的技术支点。

对策—— 围绕高原生态保护与水资源保障需求,相关部门联合高校、科研机构和企业等力量,采取“平台能力提升+监测评估完善+指挥协同升级”的综合路径推进试验:一是以大型无人机为作业载体,增强在复杂天气、复杂地形下的适应性与安全冗余,提升作业可达性与机动性;二是强化空地协同观测,完善云水资源探测、播撒效果判识与降水响应评估,形成可复制的作业流程与技术规范;三是推动空地一体化指挥体系建设,提高作业窗口捕捉、任务调度与精准播撒能力,实现从“能飞、能做”向“做得准、评得清”提升。

试验负责人表示,人工影响天气是服务水资源开发、生态修复和防灾减灾的重要途径,高原增雨(雪)作业是探索应对气候变化挑战的具体举措。

前景—— 随着试验进入常态化服务阶段,其经济、生态与社会效益有望持续释放。

面向未来,一方面,围绕“亚洲水塔”生态安全,人工影响天气可与流域水资源调度、生态工程建设、灾害风险管理形成更紧密的协同,提升流域生态韧性与用水安全保障水平;另一方面,高海拔地区的云降水物理过程复杂,仍需在长期序列观测、作业定量评估、区域差异化方案设计等方面持续深化,推动技术从试验示范走向稳定业务化应用。

大型无人机在世界之巅开展作业的经验,也为全球其他高海拔地区探索人工影响天气提供了可借鉴的实践路径与技术参考。

在世界屋脊上展开的这场科学实践,不仅展现了我国应对气候变化的科技创新能力,更彰显了守护地球第三极的坚定决心。

当无人机翼划过高原苍穹,播撒的不仅是催雨的催化剂,更是人与自然和谐共生的希望种子。

这项技术的持续完善与推广,或将重新定义高海拔地区水资源管理的未来图景。