用科技“呼風喚雨”

■天 天/整理

由于科學知識有限，古人認為復雜的天氣變化由“神仙”控制，因此，遇到干旱天氣常舉行祈雨儀式。如今，人類掌握了足夠豐富的氣象學知識，不僅可以及時預報天氣，還能采用人工手段影響天氣。

人工影響天氣是指在一定的有利時機和條件下，通過人工催化等技術手段，對局部區域內大氣中的物理過程施加影響，使其發生某種變化，從而達到減輕或避免氣象災害的一種措施。主要分為人工增雨、人工消云減雨、人工防雹、人工消霧等。

人工增雨

炎熱的夏天里，要是能下一場雨總能涼快很多，但在某些極端天氣下，有的地方會長時間不下雨，怎么辦？這時便需要人工增雨了。

人工增雨是生活中最常見的人工影響天氣的類型，它是在有利于降水的天氣條件下，采取人工干預的方法，在自然降雨之外再增加部分降雨的一種科學手段。其原理是根據空中云的高度、厚度、濃度、范圍等，向云體播撒致冷劑（如干冰、丙烷等）、結晶劑（如碘化銀、碘化鉛、硫化亞鐵等）、吸濕劑（如食鹽、尿素、氯化鈣）和水霧，以彌補云中凝結核的不足，加速雨滴的生長，從而達到增加降水的目的。

人工增雨主要有兩種方式：一是飛機播撒冷卻劑或催化劑，二是向云層開炮或發射火箭。

提問：有時候天氣很干旱，為何沒有進行人工增雨？

回答：人工增雨并非“憑空造雨”，而是當天空中有適合開展作業的云團時，氣象部門通過各種手段把降雨云團留住，讓它多下一些雨。

向云層發射火箭

根據氣象學原理，自然降水不僅需要一定的宏觀天氣條件，還需要滿足云中的微物理條件，比如0℃以上的暖云中要有大水滴，0℃以下的冷云中要有冰晶，沒有這些條件，天氣形勢、云層條件再好也不會下雨。

然而，這種微物理條件有時不具備，有時雖然具備但又不夠充分。此時如果施加人工手段，就能使云層降雨或使雨量加大。

人工消云減雨

每次舉行大型活動時，天氣問題都成為熱點話題，如何避免惡劣天氣影響活動的開展？

人工消云減雨主要是在影響本地的降水云系的上風方進行一定規模的連續催化作業，設法改變自然云的降水狀態或過程，抑制云和降水的發展，延緩、減弱降水過程，在局部區域改變降水的再分布。

人工消云減雨采用的方法主要包括提前降水、過量播撒和云內引發動力下沉，實際進行人工消云減雨作業時一般是上述技術方法的綜合應用。

提問：人工消云減雨效果如何？實施過程安全嗎？

回答：人工消云減雨以趨利避害為目的，對小范圍且較弱的局地降水系統能起到一定效果，而對強降水過程、大范圍深厚雨層云降水影響甚微。

在開展人工影響天氣工作之前，相關人員會對作業的下墊面（人工影響的區域）進行全面調查。在確定火箭作業的區域和范圍后，相關部門會通過廣播、電視媒體等發布告示，說明作業起始時間、區域及設備類型，以便民眾提前做好準備。

人工防雹

冰雹災害是我國主要的氣象災害之一，具有形成和發展快、雹粒動能大等特點，往往給農業生產、建筑、電力、交通以及人民生命財產帶來巨大損失。

作為冰雹防御的重要手段之一，人工防雹作業可以有效避免和減輕冰雹災害，對防災減災有著積極作用。

人工防雹即采用人工方法對一個地區可能產生冰雹的云層施加影響，使云中冰雹胚胎無法發展成冰雹，或使小冰粒在變成冰雹前就降落到地面。

人工防雹的常見方法主要有兩種。一是利用高射炮或火箭發射架向冰雹云中發射含有碘化銀的炮彈，產生過量的人工冰核，通過“爭食”云中的過冷水來防雹。二是讓飛機直接飛入云中，在云中適合的部位播撒碘化銀等催化劑，增加云中的冰晶，產生過量人工冰核。

提問：有人工防雹成功的例子嗎？

回答：FAST 項目辦公室主任張蜀新介紹，在貴州常見的冰雹、雷電、暴雨、凝凍等自然災害中，“天眼”對冰雹最畏懼。

“天眼”的鏡面反射面由4 000 多塊小反射面組成，每塊反射面的設計相當精巧，但其承重能力有限，一旦鏡面受損，損失巨大。而“天眼”所在的位置恰恰處在黔南地區的冰雹帶上。

鑒于此，貴州氣象部門出臺了《“天眼”冰雹災害防御方案》，建立冰雹上下游聯防機制；由省級人工影響天氣部門主導，在全省范圍內加大冰雹源地和冰雹路徑上游區域防雹作業用彈量；成立技術小組，建立定期研究部署FAST冰雹聯防工作機制和預警應急機制。

2019 年，貴州省485 個站次有35天開展了聯防作業，使用人影彈上萬發，火箭彈近百枚，最大限度地遏制了冰雹發展和雹災形成，有效避免了“天眼”遭受冰雹襲擊。

人工防雹操作現場

人工消霧

霧是接近地面的云，主要分為冷霧、暖霧和冰霧。針對不同類型的霧，人工消除的方法也有所不同。

消冷霧主要是向霧中播撒碘化銀成冰劑或干冰、液氮、丙烷等制冷劑，由此產生大量冰晶，使其迅速增長沉降，降低霧的濃度。

消暖霧主要有三種方法：一是在霧中播撒氯化鈣溶液和鹽粉等吸濕劑，以形成沉降物，降低霧的濃度；二是向霧區噴射高溫氣體，以加熱霧滴，使其蒸發；三是用螺旋槳攪動，使上下干、濕空氣混合，消除霧氣。

消冰霧原則上也使用加熱法。

提問：人工消霧對環境有影響嗎？

回答：人工消霧等影響天氣的手段使用的催化劑主要是干冰、液氮、碘化銀等，其中干冰和液氮汽化后變成二氧化碳和氮氣，它們都是空氣的組成部分，不會對環境產生任何影響。

常用的催化劑碘化銀在人工影響天氣作業中使用的量非常少，將其播撒到空氣中后，碘化銀微粒將作為人工冰核伴隨降水沉降于地面。美國、俄羅斯等國家使用碘化銀增雨的歷史比較早，他們在長期進行人工影響天氣的區域做過相關水樣和土樣測試分析，結果表明銀離子含量遠遠達不到污染的程度，也不會破壞生態環境，人工影響天氣作業是安全可靠的。