
近年來,北京每年的降水量,多多少少都和北京氣象局一個叫做“人影辦”(人工影響天氣辦公室)的部門有些恩怨糾葛。近日,“人影辦”的秦長學先生接受了本刊記者的采訪,“澄清”了一些事實,但我們仍然不能解釋哪天的雨是老天爺下的,哪天的雨是“人影辦”人工降下來的。因為 “人工降雨”這個詞并不準確科學,它本身已經夸大了人為的作用,它統一的確切稱謂應為——人工增雨。
所謂“巧婦難為無米之炊”,人們是沒有辦法在晴空萬里的情況下,施云布雨的,人工增雨必須借助有利的自然條件。從形成降水的條件來看,一是需要有充足的水汽,二是要有適當多的凝結核。由于自然云凝結核偏少造成降水效率不高,人工增加降水量的方法就是向云中引入人工凝結核。要想向天要雨首先必須了解雨之母——云。云的性情以零度為分界線,溫度在零上的叫暖云,反之叫冷云。對付二者,“人影辦”有兩套不同的解決方案。遇到暖云一般使用像鹽粉、尿素、氯化鈣等吸濕性物質,使云中水汽變成大水滴下落成雨;碰上冷云則播撒人工晶核碘化銀等,或者播撒干冰、液體氮等,使冷云中冰晶數量增加而提高降水效率。
人們對后一種方式并不陌生,但事實上,播撒碘化銀和播撒干冰、液體氮在原理上存在著微妙的區別。通俗地來解釋,干冰和液氮是出了名的致冰劑,它們的汽化溫度分別是-78°C和-195.8°C。它們的任務是刺激冷云,使其產生更多的自然冰晶,這是激將法。而碘化銀的分子式是個六邊體,形狀酷似自然冰晶,把它放在冷云里,可以達到以假亂真的效果。這招聽著就比較 “人性”,所以在大自然出現更高級的反盜版檢測之前,播撒碘化銀是當仁不讓效率最高的人工增雨方式。
也就是說“人影辦”要把可能的過眼煙云,變成真實人降雨,這比諸葛亮借起東風來要復雜得多。人工增雨作業要使用上飛機、火箭、高炮、氣球和在上升氣流區地面燃燒碘化銀等手段,把催化劑送入云中。飛機一般飛到6千米左右高度穿云播撒催化劑。火箭、高炮直接轟擊雷雨云適當部位,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。
它的勞師動眾,導致它耗資巨大是可想而知的。而各種云的降雨量差距又很大,在7%-80%之間,一旦碰到小氣的云,壓榨來的“過路費”也很微薄,因此人們要花很大的精力對氣象條件進行監測。但科技是個高投入、高產出的行業,核算下來,它的成本卻并不高。
例如2003年7月至9月,為緩解水資源短缺的矛盾,實施了以增加密云等水庫蓄水量為目的的人工增雨應急方案。用兩架飛機、21臺火箭發射架、30門高炮和河北省白河、永定河流域5個縣的火箭發射架進行增雨作業,增加降水量30毫米左右,增加密云、官廳和白河堡水庫入庫量2377萬方,核算下來每方水成本僅0.15元。
但5月以后的人工增雨量,還未能被統計出來,它需要借助一套嚴謹的回歸方程,根據多年的氣象資料,排除自然的影響,才能得到比較準確的數據。北京地區的人工增雨量在10%-15%之間。這個標準在國際也是通行的。根據多年的資料對比,最高的增雨量為26%。秦長學先生一再向本刊嚴謹地指出,我們只能增,并不能憑空降出雨來。人類所掌握的能量是無法和自然能量相提并論的。我們只能影響天氣,不能改變氣候。只有人們的生產活動才能對氣候產生影響,但這個作用也是很緩慢的。
在五·一期間,人們深信那場降雨和“人影辦”沒什么關系,大家猜測,在“五·一黃金周”期間,從旅游經濟考慮,是應該保證天氣晴好的。可事實上,本刊得到的確鑿答復是,五·一期間,北京氣象局也進行了人工增雨作業。理由很簡單,自1999年開始,北京已經連續5年干旱,各水庫均吃緊告急。秦學長先生表示:我們不會放過任何一次增加降雨的機會。
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神話?
北京的人工影響天氣實驗開始于1958年,人工增雨試驗開始于1960年。但在那個時候,改變天氣在老百姓腦子里還只是個神話。
現在人影辦主要開展增雨抗旱、增加水資源、高炮防雹、消云霧、改善生態環境和森林防火等業務和科研活動。但人們又開始憂慮起它是否會破壞自然規律、造成環境污染等問題。畢竟我們曾經自以為是地犯過太多錯誤。這也是各國氣象工作者關注的問題。
不過從目前的分析來看,人工增雨對自然環境沒有明顯的影響。這是因為人工增雨時所使用的均是綠色催化劑。干冰和液氮的成分來源于空氣,汽化以后,不會影響大氣的成分。在日常生活中,人們使用銀質餐具,人體還必須適當地補充碘。可見碘化銀中的銀和碘,本身對人體沒有毒負作用。但銀作為一種正金屬,科學家們也曾憂慮它會破壞自然環境的本來狀況。但是在化驗實施人工增雨增雪作業后,在水和雪中的銀含量里,并沒有發現碘化銀的不良影響。這主要因為它是一種效率高的催化劑,碘化銀用量少,播撒的面積大,所以不太可能對環境發生明顯的副作用。

訛化
本刊針對曾經流行過的幾種“有趣”的觀點言論,咨詢了人影辦。
《文匯百花》:有人認為,內蒙古的日益干旱和北京頻頻實施人工增雨不無關系。這種觀點的理論支撐是,人影辦把從北京上空經過的雨云都打下來了,以致于雨云飄不到更北的地方去。
人影辦:
首先,北京的大部分云是從北方飄過來的,而內蒙古地處北京的上游。
其次,人們現在只能局部地影響天氣,也沒有能力,把云中所有的水汽,變成能降到地面的雨滴。
最后,從目前來看,上游的人工增雨作業不會對下游產生什么影響,當然長期的影響還有待觀測。
《文匯百花》:有一段時間傳聞,在某些國際組織對北京進行考核時,恰逢北京一年中最冷的天氣,但那幾天偏偏氣溫回暖,這是因為人影辦對天氣進行了增暖作業。
人影辦:現在任何一個國家的氣象科學都沒有發達到能夠人工增暖,改變大氣溫度的程度。只有城市中的“熱島效應”長期作用,會對氣溫增高產生作用。
事實上,國際上的消云消雨作業還仍然處于實驗階段。它主要應用于重要的慶典活動。比如俄羅斯在慶祝反法西斯50周年的時候,計劃在莫斯科紅場進行慶典活動,但是當時氣象部門預報當日有雨,于是莫斯科氣象局進行了消云消雨作業,使得慶典順利進行。
我們國家在冬奧會、亞運會還有云南的世博會期間都進行過類似的作業,但因為這項技術還不成熟,所有有時也會不奏效。
規劃
除了人工增雨這個基本的任務外,北京氣象局的人影辦,在夏天還要進行人工消雹作業。夏天的雷雨云有時會高達十幾公里,而云層在5公里以上氣溫即可到零下,這是在夏天也會下冰雹的原因。冰雹在降落的過程中會融化一部分,但還會降落到地面一些。這樣極容易打壞欣欣向榮的農作物,傷及行人。人工消雹的意義就很明顯了。
在冬季,下冷霧(零度以下的霧)時,會嚴重影響城市交通,所以人工消霧也是北京人影辦的一項重要職能。
在黑龍江地區,人工防霜作業,大興安嶺地區使用人工增雨作業,被廣泛應用于森林防火、滅火、配合飛播增大植被成活率,使得人工影響天氣科學均得到了因地制宜地有效利用。
舊話……
人工影響天氣起源于第二次世界大戰期間,為了防止飛機結冰,偶然突破了人工影響云霧這個難題。
過去的戰爭史上,曾記載軍事指揮人員利用霧天掩護作戰行動,達到偵察敵情、轉移部隊、進攻和防御敵人的目的。第二次世界大戰期間,美國在意大利的伏爾特河岸,人工造霧形成長達5000米、厚1600米的大霧,掩護美軍渡河,防止敵人的攻擊。德國也曾用人工造霧,掩護本土的工業地區,防止對方空襲。人工造霧還可以在核彈爆炸時,起到減弱熱核輻射的作用。
然而在戰爭中將人工增雨作為一種新式武器,還是在上世紀60年代才開始的。事情發生于印度支那戰場上。1996年美國空軍對越南的軍事設施實施轟炸,雖然他們具有現代化的監測手段,但當時印支戰場正是雨季,大面積云層覆蓋著要轟炸的軍事目標,幾次轟炸收效甚微。于是軍事專家們研究用人工影響天氣的技術進行消除云層作業,設想在云層消散之后,能夠準確地轟炸軍事目標,然而人工催化云層之后,未能達到消除云層的預期效果,反而增加了雨量,使局部山區出現了洪澇災害,沖壞了運輸通道,給越南一方造成極大困難。
1971年美國軍方經常用人工增雨這個“武器”對老撾、越南、柬埔寨等的一些交通要道地區,在大片云層覆蓋時,應用多架次飛機投射人工增雨彈進行增雨作業,給越南軍隊的行動、后方運輸和作戰設置了障礙。
據美國資料的統計,1971年4月老撾東部地區的戰時運輸線上,在美軍未進行人工增雨作業的情況下,每星期東部地區通過的運送軍用物資的車輛達到9000多輛。然而在6月份美空軍在該地區開始進行人工增雨作業后,致使云層降雨加大,局部洪水成災,破壞了越南一方的交通運輸。如6月16-23日,美空軍共發射1391顆碘化銀降雨彈,落入覆蓋軍事目標區的云層中,導致雨量增加,道路泥濘,交通受阻。在這一周內通過該地區的運輸車輛只有900輛,大大減少。從這些事實中不難看出,美國在戰場上運用人工增雨這個“武器”,達到了破壞對方的后勤運輸的目的。