什么是人工影響天氣

劉圣楠

人工影響天氣，是指為避免或者減輕氣象災(zāi)害，合理利用氣候資源，在適當(dāng)條件下通過(guò)科技手段對(duì)局部大氣的物理、化學(xué)過(guò)程進(jìn)行人工影響，實(shí)現(xiàn)增雨雪、防雹、消雨、消霧、防霜等目的的活動(dòng)。

17世紀(jì)末，中國(guó)清代的《廣陽(yáng)雜記》就有人工影響天氣的案例記載。可見(jiàn)我國(guó)勞動(dòng)人民在很早以前就有了人為干預(yù)天氣使之有益于人類的想法和實(shí)踐，雖然這些實(shí)踐多以失敗告終。真正具有現(xiàn)代科學(xué)意義的人工影響天氣誕生于20世紀(jì)40年代。1946年，美國(guó)科學(xué)家I.朗繆爾等根據(jù)冰晶在降水形成過(guò)程中的重要作用，提出了人工產(chǎn)生冰晶影響冷云降水的設(shè)想。他的助手V.J.謝弗和B.馮內(nèi)古特，發(fā)現(xiàn)將干冰碎粒和碘化銀煙粒引入充滿過(guò)冷水滴的云室里，能夠產(chǎn)生大量的冰晶。同年11月，謝弗進(jìn)行了第一次對(duì)自然云層的人工催化試驗(yàn)。他用飛機(jī)將3磅干冰碎塊投入云頂溫度為-20°C的過(guò)冷層狀云中，5分鐘后，云下出現(xiàn)了降雪。此試驗(yàn)結(jié)果引起了廣泛的重視，從而推動(dòng)了人工影響天氣試驗(yàn)的迅速發(fā)展。

人工影響天氣的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛。它可以應(yīng)用于軍事、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域，也可應(yīng)用于與我們息息相關(guān)的民用領(lǐng)域。人工影響天氣的種類包括：人工降水、人工防雹、人工消云（霧）、人工削弱風(fēng)暴和人工抑制雷電等。采用的科技手段也有很多，如最為耳熟能詳?shù)娜斯ぴ鲇旰腿斯し辣⒉捎玫目萍际侄沃饕褪峭ㄟ^(guò)“影響云”來(lái)實(shí)現(xiàn)。即通過(guò)干預(yù)和改變?cè)频臄?shù)量、結(jié)構(gòu)、及其中的物理化學(xué)過(guò)程。而改變?cè)频脑碇饕窍蛟浦胁ト龃呋瘎﹣?lái)影響云本身和云中的化學(xué)反應(yīng)，以達(dá)到讓天氣過(guò)程朝著有利于人類的方向轉(zhuǎn)化。

首先，我們來(lái)看看人工增雨。想象你的頭頂有一朵云，這朵云正在下雨。我們用一個(gè)足夠大的容器接住這些雨水，直到雨停。那么，思考一個(gè)問(wèn)題：是不是容器中的這些雨水量就等于這朵云中所含水的總量呢？再舉一個(gè)例子，把一塊干海綿扔進(jìn)水中，拿出濕海綿，舉到一定高度，用較小的力氣擠壓海綿，海綿中會(huì)有水滴落下。那么，試問(wèn)，這些落下的水滴的總量是否就等于海綿中的含水量呢？顯然不是！而我們頭頂?shù)哪嵌湓凭拖袷沁@塊海綿，因此，上面所說(shuō)的容器中的雨水量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于云中的含水量。這個(gè)時(shí)候，我們想讓更多的水下來(lái)，對(duì)于海綿，我們只需擠壓的力氣更大一些；而對(duì)于那朵云，催化劑就可以大展身手了。我們用車載火箭彈或者飛機(jī)向云中發(fā)射或播撒催化劑，改變?cè)浦械幕瘜W(xué)反應(yīng)，就像用更大的力氣來(lái)擠壓海綿一樣，更多的雨水就會(huì)降落下來(lái)。這就是人工增雨，常用的催化劑是干冰和碘化銀。與人工增雨類似，人工防雹的一般方法也是利用催化劑影響冰雹生長(zhǎng)條件。冰雹的生長(zhǎng)就像滾雪球一樣。滾雪球的過(guò)程是小雪球不斷被雪粘附最終變成大雪球；冰雹生長(zhǎng)的過(guò)程則是小冰粒不斷被水粘附并凍結(jié)最終變成大冰雹。這些巨大的冰雹從云中掉落，到達(dá)地面，會(huì)破壞莊稼，影響人們的日常生活，造成對(duì)農(nóng)業(yè)、交通等的危害。充足的水分供應(yīng)是災(zāi)害性大冰雹形成必不可少的條件。因此，人工防雹的著手點(diǎn)就是切斷或減少冰雹生長(zhǎng)過(guò)程中的水分供應(yīng)。為了避免和減輕冰雹帶來(lái)的災(zāi)害，氣象工作者用火箭彈等氣象儀器將催化劑打入云中，使云中水汽迅速變成冰晶，云中冰雹的胚胎就沒(méi)有足夠的水分供應(yīng)使它長(zhǎng)大。因而就不會(huì)有災(zāi)害性冰雹降落，達(dá)到了人工防雹的目的。

人工影響天氣給人們的生活、社會(huì)的發(fā)展都帶來(lái)了非常顯著的好處。人類自古以來(lái)“呼風(fēng)喚雨”的夢(mèng)想已經(jīng)不是天方夜譚。未來(lái)，氣象部門會(huì)進(jìn)一步改進(jìn)和完善人工影響天氣技術(shù)，使之在保護(hù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、緩解水資源短缺、防災(zāi)減災(zāi)、保護(hù)生態(tài)等方面發(fā)揮更大的作用。

摘自中國(guó)科普博覽