引言

干旱作为世界范围内普遍存在的自然灾害之一，也是农业的主要自然灾害，是影响农业生产，影响生态环境的重要因素。近年来，随着全球气候变暖，极端天气气候事件不断发生，旱涝的不均匀分布更加明显，桂林市的干旱也呈加重的趋势。各地对于干旱的研究很多，除了干旱发生的规律研究(梁红梅等，2006；龚宇等，2010)、干旱指标(侯威等，2012；谢五三等，2011)、干旱成因(黄会平，2010；王素萍等，2011)、大气环流分析(简茂球等，2010；陈丽华等，2010)及干旱预测(程玉琴等，2010)外，干旱灾害的风险评估(舒国勇等，2011；郭跃，2010)、水资源的合理开发利用(郑大玮，2010；鲍文，2011)、人工增雨抗旱措施(刘国强等，2010；唐熠等，2010)等也受到各地的高度重视。对于干旱的成因研究认为，各地干旱发生的原因除了社会发展、农业生产的发展、生态环境建设的发展等对供水需求的增加、人类社会活动造成的破坏外，气象因素还是干旱发生的主要原因，大气环流异常，水汽输送气流阻断，降水发生的动力因子不利，造成连续长时间的降水偏少，致使干旱发生。厄尔尼诺和拉妮娜现象、副热带高压位置和强度以及热带气旋的活动对干旱的影响都很大。

加强干旱的减灾防灾工作，首先是要做好对气象干旱的监测，对各地气象干旱灾害风险等级进行评估。正确评估旱灾，才能有针对性采取适当的抗旱措施；通过旱灾的风险评估，探索干旱风险管理新模式。

人工增雨抗旱工作虽然取得很大的发展和进步，但仍是一门不很成熟的技术，有很多问题还没有得到解决(黄美元等，2008)。各地由于天气气候特点的不同，自然环境的不同，增雨作业要想取得好的效果，在制定增雨作业方案时必须结合地域特点及所具备基本条件，根据不同季节、不同作业云系，采取不同的作业方式。为此各地都要对适合本地的人工增雨作业方式进行研究。

1 桂林干旱风险评估

受季风变化影响和境内复杂地理环境的作用，桂林各地降水量分布不均，季节差异显著，年际变化大，干旱灾害频繁发生。据统计，近50年来，桂林几乎年年都有干旱发生。

按干旱发生的季节划分，桂林有春旱、夏旱、秋旱和冬旱。秋旱的发生频率最高，达70%~90%。夏旱发生的频率较低，低于5%。冬季雨水稀少，发生干旱的频率也较大，为50%~70%，但冬季不是主要农作物生长季节，因此冬旱在桂林历史上灾情记载不多，而随着国民经济的发展以及桂林冬季农业的开发，冬旱的影响已经日益凸现。干旱危害加重, 干旱的应对措施必须加强, 各地都开展了旱灾风险评估和区划工作。

1.1 干旱风险评估的原理

根据中国气象局(2010)出台的《地方气象灾害防御规划编制规范》规定，气象灾害风险性可以表示为：

气象灾害风险=气象灾害危险性×承灾体潜在易损性

其中：气象灾害危险性是自然属性，包括孕灾环境和致灾因子；承灾体潜在易损性是社会属性。

致灾因子是各种气象灾害的历史发生情况；孕灾环境是各地的地理位置与地形地貌情况之和；承灾体是各地社会经济发展与人口分布情况之和。

对于干旱的风险评估，也就是对干旱灾害的致灾因子、孕灾环境、承灾体进行综合分析，得出桂林各地干旱灾害风险等级。

1.2 桂林干旱致灾因子分析

分析桂林市气象干旱发生的规律，各种干旱发生的时空分布，即致灾因子分析。

根据广西气象部门长期以来使用的气象干旱标准:

连续2旬旬合计降水量≤10.0 mm  轻旱

连续3旬旬合计降水量≤10.0 mm  中旱

连续4旬旬合计降水量≤10.0 mm  重旱

连续5旬或以上旬合计降水量≤10.0 mm  特旱

对中旱以上的干旱进行统计，分析各县干旱的年际变化、季节变化，分析桂林地区各季节干旱的空间分布。统计13个站1957—2010年中等干旱以上的降水偏少旬数，分析干旱的时空分布及其发生规律(图 1)。从图 1可以看出，以恭城县中南部为中心，连续干旱的日数最多，北部资源县最少，西南部永福县次少。

用桂林全市13站年均连续3旬以上降水小于10.0 mm的旬数平均值来反映全市干旱程度，以北部全州、中部永福、南部恭城县为例，分析桂林干旱的年际变化，结果如图 2。由图 2可见，除了1974、1986和2009年南北干旱反位相外，全市干旱变化基本上同位相，说明严重的干旱具有范围广，影响大的特征。恭城最严重干旱年份有15个旬、年均6.1旬降水少于10.0 mm，是气象干旱最严重的地方。1962、1966、1969、1974、1988、1992、1999、2007、2008和2010年属于全市干旱严重的年份(市均≥7.5旬)；1957、1961、1963、1976、1982、1983、1984、1993和1997年为基本无旱年(年均＜2.0旬)。

1.3 干旱的孕灾环境分析

桂林多山地，境内地理环境复杂，北部是越城岭山脉(主峰猫儿山海拔2141.5 m)，东部有都庞岭(主峰韭菜岭海拔2001 m)，中部为海洋山脉(主峰宝界岭海拔1936 m)，西部有架桥岭(主峰四定山海拔1247 m)，南部为大瑶山北沿余脉。越城岭山脉的东北—西南走向，形成了全州至永福，途经兴安、灵川、桂林、临桂的湘桂铁路走廊。东西部都为山区，形成了从南部平乐到桂林相对低洼的平原地带。恭城县处于海洋山南端，全州的东山、白宝乡处于海洋山的北端，受地形的影响，这些地方降水要比其他地方偏少。

1.4 干旱灾害承灾体脆弱性分析

桂林为粮食主产区，经济发展不平衡，山区相对落后，人口稀少，平原人口集中，经济较发达。东南部以恭城为中心的丘陵地带以生产水果为主，秋季干旱影响严重，是易受干旱影响的脆弱区。全州为农业大县，粮食主产区，也是干旱影响脆弱区。资源、龙胜北部山区以及永福西部山区，经济作物少，人口也稀少，是干旱影响最不敏感的区域。桂林作为山水旅游的胜地，漓江更是旅游的黄金水道，干旱缺水，会严重影响桂林的旅游，每年的10月至次年2月，漓江基本无法全线通航，干旱对桂林旅游的影响很大。

1.5 干旱风险综合区划

图 3是桂林干旱风险综合区划。

(1) 高风险区:干旱灾害高风险区位于恭城、全州的东山乡等地及漓江河段，这些地方干旱致灾因子最大，承灾体最脆弱。

(2) 次高风险区:次高风险区包括全州、兴安、灵川、临桂、平乐、荔浦等地，这些地方经济较发达，承灾体较脆弱，干旱发生的频率也较大。

(3) 风险区:风险区主要分布在全州西部和北部、兴安、灵川、临桂北部，龙胜中南部、永福大部、灌阳南部、灵川南部、阳朔西部、荔浦西部。

(4) 低风险区:干旱的低风险去主要发生在龙胜、资源和永福的山区，这些地方承灾体的抗旱能力强。

2 人工增雨抗旱

干旱直接影响农业生产、生态环境及生活用水，人工增雨抗旱的社会需求也就越来越高，各级政府对人工增雨抗旱工作越来越重视，成为政府部门应对干旱的一项重要工作，是各种抗旱措施中投入少，效益明显的常规手段。通过对近30年桂林市开展的人工增雨作业效果分析，总结适合本地区不同季节人工增雨作业的工作方式，分别对不同作业点在不同季节、不同天气形势下的人工雨作业方案(作业地点、作业时机、作业用弹量、作业方位和仰角等)进行讨论，为各地开展人工增雨抗旱作业提供技术参考，提高增雨抗旱的作业效益。

2.1 桂林人工增雨现状

桂林市的人工增雨作业开始于1981年，开始一直采用三七高射炮进行作业，通过炮弹爆炸将碘化银(AgI)成冰核播撒在目标云中，达到增加地面降水的目的。2002年以后，桂林市各县都统一改用火箭发射系统进行作业，人工增雨作业的灵活性及作业机会都得到了很大的提高。桂林开展人工增雨作业时间主要是秋季，春季有时也需要增雨作业。作业都是采用冷云催化技术，即通过在云中负温区播撒AgI，增加冷云中的人工冰核，增加云中水汽转化为雨滴降到地面的效率。

2.2 人工增雨作业区选择

AgI作为冷云成冰核，只能对冷云起催化作用，作业催化过程的有效冰核数量与环境温度有关。实验证明，云中温度在-20~-4℃范围内，核化率最高，比较理想的作用温度范围在-12~-6℃区域，AgI在这个温度层内发挥成冰核的作用最佳。因此，在开展增雨作业时，要考虑云中0℃层高度、云顶高度(云的厚度)，还要考虑云体的水平范围、云中液态水含量，以及云中上升气流区分布等，选择适当的发射仰角、方位和发射时机，尽可能选择云体厚、含水量高且范围较大的云体，将AgI播撒到云中最有效的负温区域。根据冷云催化的原理，结合桂林人工增雨作业的实际，夏秋季节和冬春季节的作业有很大的不同，作业方式要根据作业季节、作业地点进行选择。

2.3 夏秋季节的作业

夏秋季节以对流云降水为主，0℃层高度较高，一般都在5 km以上，对流云层和负温层都比较厚，增雨火箭弹不容易打穿，所以作业仰角选择尽量偏高，一般选用60°~70°的仰角作业为好。由于使用的火箭弹是一边飞行一边播撒的工作方式，开始播撒时还不到0℃层高度，要注意尽可能将火箭弹打到上升气流区，利用上升气流带动AgI上升到0℃层以上高度。根据对流云的特点，前方多为上升气流，可以通过分析雷达回波的演变，选择回波单体移动的前方作业。根据对流云降水阵性比较强的特点，雷达观测到的是单体回波，或单体组成的回波带，中心强度比较强，增雨作业可选择雷达回波强度在30~40 dBz的范围，回波顶高度在9 km以上的回波块进行。由于0℃层偏高，播撒的AgI不可能全部到达0℃层高度，所以作业用弹量要比冬春季节多。

2.4 冬春季节的作业

冬春季节，桂林市的降水基本上是受冷空气影响，以层状云降水为主，层状云中对流发展不强，云体的垂直厚度较薄，0℃层高度在3700~4500 m之间。受大尺度天气系统的影响，云系范围较大，云层稳定，云内含水量虽然较小，但地面降水量分布均匀，持续时间较长。表现在雷达观测回波图上，回波覆盖面积较大，分布均匀，多受冷锋影响，回波也成带状，回波顶高较低，一般低于10 km，回波强度在25~35 dBz之间。由于层状云中上升气流较小，利用上升气流将AgI带到过冷水集中区比较少，而且云层较薄，过高作业播撒很可能播撒到了云顶以外，形成无用播撒，所以催化播撒层高度要选择合理，才能提高增雨效率。统计计算表明，桂林地区冬春季节作业仰角选用55°~62°为宜，作业方位选择回波较强的方位。

2.5 提高人工增雨作业效益的讨论 2.5.1 增雨抗旱的时机选择

人工增雨是通过在降水云中播撒催化剂，使冷云中人工冰核增加，增加地面降水量。能够开展作业的基本条件是要有降水云系，真正进入了旱季的时候，降水云系本身就很少，可以开展人工增雨作业的机会也很少，要靠人工增雨来解决旱情，作用往往不够理想。人工增雨抗旱也应该未雨绸缪，如果地方的水利设施较好，蓄水能力比较强，应该根据气象台的气候预测，在干旱还没有开始的降水多发期进行人工增雨作业，这时的人工增雨作业效果最理想，可以有效的增加水库山塘的蓄水，其抗旱效果要比干旱已经发生时才进行人工增雨作业好很多。为此，不要过度依赖人工增雨手段来抗旱，而应大力发展水利工程，采取综合抗旱措施，积极应对干旱。

2.5.2 抗旱作业一定要安全第一

安全才有效益，安全就是效益。人工增雨作业是一项技术性很强的工作，要保证人工增雨作业发挥效益，作业机会的把握、作业目标云体的选择、火箭弹发射方位的确定，都需要严格的技术限制。同时，要考虑空域、周边群众和作业人员本身的安全，所以真正在开展人工增雨作业时，受到很多因素的限制，不可能完全按照理论要求进行。对具体作业点、作业时机、作业方位的选择，首先要考虑安全，在安全有保障的前提下，科学选择作业方位和作业时机，争取最大的社会和经济效益。

3 小结

(1) 干旱是农业的主要气象灾害，桂林的干旱有加重的趋势，秋旱、冬旱基本每年都有不同程度的发生，进入21世纪以来，春旱也呈现了发展的势态。

(2) 利用灾害风险评估办法，对桂林市干旱风险进行评估。桂林的干旱风险等级整体呈东南高，西北低的分布。

(3) 人工增雨是目前抗旱措施中投资少，效益大的方法，各级政府对人工增雨工作越来越重视，投入也在增加。

(4) 人工增雨是一项高科技的综合工程，要在严格的科学指导下，在保证安全的前提下，严格按章操作，抓好旱季开始前的多雨时机，通过人工增雨作业，尽量保证山塘水库多储水，通过水利设施的调水抗旱，保证人工增雨作业的最大效益。