雨，多少錢一斤？

魯　伊

或許有一天，我們可以像在超市中買瓶礦泉水一樣簡單地買到一次降雨

2003年10月13日，美國國立研究委員會（National Research Council）公布了一份名為“人工氣象改造研究的關鍵問題”（Critical Issues in Weather Modification Research）的報告。對全球近20億正面臨嚴重缺水問題的人來說，這份報告所帶來的，并不算是好消息。

報告指出，盡管在過去的60年中，人類已經發明并使用了多種影響天氣變化——如緩解干旱或降低雷暴的發生幾率——的技術，在超過24個國家中目前均有人工氣象改造項目正在運作，但關于人工氣象改造的研究卻在日益萎縮。這表現在兩方面：其一，到目前為止，仍然沒有足夠令人信服的證據，證明諸如播云(cloud seeding，也就是我們通常所說的人工降雨)等技術總體上確實能有效影響天氣的變化。其二，各國政府在這一領域所投入的研究資金顯著降低。在上世紀70年代末，美國政府每年投入超過2000萬美元用于人工氣象改造研究，但現在，這筆經費降低到了每年50萬美元以下。

然而，一些氣象專家和致力于人工氣象改造研究的公司卻從糟糕的現狀中看到了新希望。報告呼吁，美國應當增加在人工氣象改造領域的研究和投入。因為在未來的25年中，全球面臨缺水問題的人數將增加到30億，如何盡可能從大氣中“榨取水分”將成為各國政府和商業公司的一樁“大買賣”。正如北美氣象咨詢公司（Northern American Weather Consultants）的總裁唐·格里菲斯（Don Griffith）在接受記者采訪時所指出的：“當人們認識到情況已經糟糕到這種地步的時候，轉機就會出現。”

人工氣象改造的歷史曾充滿傳奇色彩。1891年，美國伊利諾伊州的參議員查爾斯·法維爾(Charles Farwell)就設想通過制造大爆炸來促成降雨，并因此獲得了國會撥給的1萬美元研究經費。他的想法源自民間傳說，在傳說中，激烈交戰的戰場上彌漫的硝煙常常會引起降雨。但公認的人工氣象改造研究卻始于上世紀40年代。那時，這種做法還帶有濃厚的冷戰意味。

1945年，在由數學家馮·紐曼(Johnvon Neumann)主持召開于普

林斯頓的一次會議中，科學家們一致同意，有意識地改造天氣完全可能。當時，他們設想，在下一次戰爭中，可以通過人為制造嚴重干旱的辦法，破壞蘇聯的農業收獲。在軍方支持下，人工氣象改造研究全面開展。1946年，在通用電氣公司位于紐約州斯奈塔迪市(Schenectady)的實驗室里，化學家歐文·郎繆爾（Irving Langmuir）及其同事發現了

通過碘化銀播云改造云層結構，從而引起降水的方法。這種方法迄今為止依然是大多數國家用來進行人工降雨的辦法之一。

要了解人工降雨原理，首先必須知道雨點是怎么從空中落下來的。所謂的“沒有云彩不下雨”，在降水前，必須要先有云。云由水滴或冰晶形成，按照其溫度是否高于0攝氏度，可以分為暖云和冷云。

在暖云（0攝氏度以上的云）中，必須有鹽或灰塵這樣的凝結核存在，水滴才能形成。這些小水滴在水蒸氣過飽和的環境中，水蒸氣不斷凝結在其表面，使它的體積可以在幾分鐘內增加10的12次方倍。此外，水滴彼此間的碰撞也是使體積迅速

增加的主要原因。盡管所有云中都含有水滴，但大部分的云并不會產生降水。這是因為許多水滴太小，懸浮在空中，無法降落。一些大的水滴雖然會下降，但下降過程中會因為周圍空氣溫度上升而蒸發變小。因此，還有許多水滴是在沒有到達地

面之前就完全蒸發掉的。

在冷云中，情況就不一樣了。雖然水在0攝氏度以下會結冰，但純水在零下40攝氏度時仍能保持液態。這時候，在冷云中就會出現冰晶與0攝氏度以下的液態水滴共存。在冷云中，空氣中的水蒸氣可以直接凝華為冰，附著在冰晶表面，水蒸氣含量的降低又會使水滴蒸發變小。這樣冰晶越來越大，水滴越來越小。冰晶在下降過程中迅速成長，在強對流中就會形成冰雹。水滴和冰晶降落到地面，就形成了降水。

盡管人們已經熟悉了人工降雨這個名詞，但實際上，它卻是一個非常不恰當的表達方式。目前，人們所能做到的，只是播云——也就是通過改造云的物理或動力結構，來達到增加降水的目的。根據暖云和冷云的不同，播云的方式也有所不同。對于暖云，要向其中施放鹽或其它吸水物質，以充當凝結核。對于冷云，則要使用碘化銀等結構類似冰的分子結構的化學物質。或者，也可以通過施放干冰的方法，降低云的溫度，使水蒸氣含量過飽和，促進水蒸氣在冰晶表面升華。所有這些化學物質都可以統稱為播云劑（seedingagent）。

然而，播云劑雖然可以改變云的結構，是否最終真能夠產生降水，在很大程度上依然要聽天由命。即使有降水，在下降過程中也可能會因蒸發而無法到達地面。此外，播云劑分量的掌握也是一個問題。放得太少固然沒有作用，放得太多，又會形成過多容易蒸發的小水滴，反而減少了最終的降水量。事實上，這種逸播手段（overseeding）常常被用來制造晴朗天氣或抑制冰雹的形成。

根據美國國立研究委員會的最新報告，雖然過去30年的氣象科學研究取得了令人矚目的進步，人們觀測和收集處理氣象數據的能力都顯著提高，但它們對于人工氣象改造研究所起到的作用卻極為有限。在云層與降雨的粒子物理學、云層動力學、云層建模和播云等領域，現在的研究水平較之40年代并沒有科學上值得稱道的進步。從實踐上來看，一項研究表明，人工降雨對一個特定地區季節性降水的增加幅度不超過10%，對于暖云，實際的降水效果微乎其微。

但對于一些迫切需要降水的地區而言，哪怕是10％的可能性，依然極為重要。對于像北美氣象咨詢公司這樣提供播云服務的商家而言，這也意味著極大的商機。

在過去的28年中，科羅拉多州的維勒度假區（Vail Resort）一直雇用北美氣象咨詢公司為其進行人工降雪。在接受《紐約時報》記者采訪時，度假區的首席運營官比爾·詹森（Bill Jensen）指出，該公司的播云服務可以將該度假區滑雪季的總降雪量增加15%到18%，條件適宜時甚至可以達到40％。他們向北美氣象咨詢公司支付的費用是3個月時間里每月58000美元。而使用造雪機，一個晚上制造8英畝雪場的費用是50000美元。與此相比，人工降雪無疑是非常劃算的。

由于近幾年科羅拉多州和美國西部各州的持續嚴重干旱，丹佛市的水務部門也開始將一部分希望寄托在人工降水上。丹佛市水務部負責人齊普斯·巴里（Chips Barry）指出，雖然人工降水的有效性未必真的是百分之百，但在水庫中的蓄水量達到標準之前，這不失為一種值得一試的手段。在過去的兩年中，他們已經為此投入了100多萬美元。與可能獲得的收益相比，這個數字并不算巨大，而且遠比從別處購買水源使用權或儲存的水便宜得多。

在丹佛，人們使用的播云方法與我們所熟知的飛機播灑播云劑的方式有所不同。在冬天，安放在高處的發生器依次向云層中發射含有碘化銀晶體的氣流，當水蒸氣或小水滴附著在晶體表面時，潛在的熱量也被釋放出來，從而使云的體積加大，降水時間延長。一些專家還推薦另一種盡管尚無法解釋原因但可能更有效的人工降雨方法：由飛機向雨云中播灑氯化鈣或氯化氨等干燥劑。有科學家聲稱，這種方法可以將降水增加109％。

然而，并不是所有的地方都歡迎人工降水。蒙大拿的一些農場主和牧場主就曾經抗議，說這種做法是在拆東墻補西墻，立法機關因此制定了非常嚴格的播云標準。從1993年之后，那里就再也沒有進行過播云人工降雨。另外，也有科學家指出，這種人為改變局部天氣的做法可能并不足以彌補工業污染所帶來的整體危害，也許會成為人類違背自然規律的另一個反面例子。但幾年之后，就可以按照自己的所需“買”到一場小雨、一次飄雪或一陣冰雹的想法依然令許多人興奮不已——至少好萊塢的導演會是其中之一。