控制天氣

控制天氣，應(yīng)對全球變暖。

全球變暖加劇厄爾尼諾、拉尼娜等現(xiàn)象，使各種災(zāi)害性天氣頻繁發(fā)生。目前科學(xué)家正想方設(shè)法減少這些災(zāi)難對我們的影響。下面是一些例子。

在美國猶他州格蘭維茨市的一家美體商店不遠處，立著一個裝滿碘化銀氣體的箱子。人們只要點燃箱子里面的氣體，從箱子里就會升起一根炯柱，并順風(fēng)朝著附近的奧奎拉山飄散而去。隨風(fēng)而上的煙柱中的每個碘化銀晶體都成為一個晶核，將周圍空氣中的微小水滴聚集起來，形成大水滴，然后從天而降。

在猶他州還有很多這樣的箱子，結(jié)果使這一地區(qū)的年降雪量增加了10％～15％。可別小看這10％～15％，它可比猶他州沙漠整個干旱春夏的水量還多，比該州用來灌溉和人畜飲用所需的水量還多。

這是一項播云工程，由名叫“北美天氣顧問”的一家公司實施。該公司是美國最早的天氣調(diào)節(jié)公司，成立于20世紀(jì)50年代，總部就在格蘭維茨市附近。該公司還在加利福尼亞州等地實施播云計劃，據(jù)說在目標(biāo)區(qū)域的年降雨量增加最多的達到了20％。

人們或許會認為調(diào)節(jié)天氣談何容易，除非對大氣層施加大的影響。其實，只需在某一個地方的多個點上對大氣條件進行微調(diào)，同時利用有利的自然條件如風(fēng)向、風(fēng)速和溫度濕度等，大自然就能幫助我們最大限度地改變這個地方的氣候。上述的播云工程的技術(shù)含量一點都不高。被稱為“播云器”的裝置其實就是在裝有碘化銀的箱子上放一個燃燒器，燃燒器由一個有孔的金屬避風(fēng)器環(huán)繞，然后將箱子連同燃燒器置于一個裝有丙烷的箱子上，丙烷燃燒產(chǎn)生火焰和熱量，將碘化銀帶人大氣層。這家公司在猶他州山區(qū)還部署了很多個這樣的播云器。一旦風(fēng)速風(fēng)向、氣溫和濕度條件合適，公司就立即通知當(dāng)?shù)鼐用?公司會付費給他們)前去啟動這些播云器，于是便出現(xiàn)了大量煙柱順風(fēng)飄散的壯觀場面。雖然單個播云器產(chǎn)生的作用十分微弱，但全部播云器的作用加起來就能稍稍打破當(dāng)?shù)氐奶鞖馄胶?，增加降雨或減低風(fēng)暴強度。

對控制天氣的科學(xué)家來說，這種“騙取”雨雪的做法只能算是“小兒科”，他們已經(jīng)在考慮如何應(yīng)對大目標(biāo)，例如讓颶風(fēng)轉(zhuǎn)向甚至瓦解，阻止干旱和熱浪，阻止極地的冰帽繼續(xù)融化，防止海岸城市因全球變暖被洪水淹沒，等等。這些聽起來不可思議，但理論上卻是完全可行的，并且都基于上述的那個簡單理念——微調(diào)大氣層也能引發(fā)明顯的氣候模式改變?？茖W(xué)家通過電腦模擬發(fā)現(xiàn)，哪怕只改變氣溫3～5攝氏度，就可以阻止颶風(fēng)登陸或降低颶風(fēng)強度。還有科學(xué)家正在設(shè)計能改變天氣的人造衛(wèi)星，甚至設(shè)想通過物理學(xué)原理來“創(chuàng)造”我們想要的任何氣候。

自16世紀(jì)以來，改變天氣一直是科學(xué)家們夢寐以求的一大目標(biāo)。當(dāng)年，意大利著名畫家兼科學(xué)家達·芬奇曾請求維羅納市的議員們向天空發(fā)射炮彈以遏制冰雹。但直到1946年11月，真正意義上的改變天氣的工程才開始實施，地點是位于美國紐約州東部的斯克內(nèi)克塔迪市的“總電子實驗室”。當(dāng)時，實驗人員利用一架飛機連續(xù)4天向云層釋放干冰。不管是純屬巧合還是真有效果，在最后一天，斯克內(nèi)克塔迪市附近地區(qū)降下了這年冬天最大的一場雪。受此啟發(fā)，科學(xué)家發(fā)明了一種“成核器”；將碘化銀溶解在丙酮中，接著用噴嘴噴射到空氣中，產(chǎn)生微小液滴，然后燃燒液滴形成大量的核；假如條件合適，每個核最終都將形成一個水滴或者一片雪花。

到20世紀(jì)60年代，美國軍方開始實施一項名為“暴怒風(fēng)暴”的工程，目的是減弱颶風(fēng)的強度。該工程試圖通過在颶風(fēng)云層的上層播撒碘化銀晶體(其實就是成核劑)，增加風(fēng)暴內(nèi)部的冰量。其原理是：在水結(jié)成冰的過程中會釋放熱量，這些熱量會擴大風(fēng)暴眼，而風(fēng)暴眼越大風(fēng)力就越低。遺憾的是，該工程取得的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯得有些模棱兩可：雖然人類的干預(yù)有時候看起來減弱了颶風(fēng)，但進入風(fēng)暴內(nèi)部進行檢測的飛行卻從未能提供確鑿的證據(jù)?，F(xiàn)在回想起來，這一點都不奇怪，因為颶風(fēng)內(nèi)部的情況如此復(fù)雜，而當(dāng)時的測量儀器又太過簡單。

到1983年，“暴怒風(fēng)暴”工程偃旗息鼓，有關(guān)改變天氣的研究在美國也陷入低潮。不過，還是有人堅持不懈并最終取得了成果。在距離格蘭維茨市不到1小時車程的地方，有一家名叫“巴肯驅(qū)霧”的公司，它是全球最成功的氣候調(diào)節(jié)機構(gòu)之一。這家公司的CEO(首席執(zhí)行官)是怪才理查·布萊爾，而該公司的使命是——消除困擾鹽湖城國際機場的濃霧。每年10月到次年3月，濃霧都是這家機場的“?？汀保鼈円粊砭痛糁蛔撸沟脵C場被迫關(guān)閉。這些濃霧起源于固著在整個鹽湖谷(位于瓦薩奇山和奧奎拉山之間)上空的冷空氣團。每當(dāng)暖空氣的前鋒掃過這團呆滯的冷空氣，大霧就會從地面—直蔓延到300米高空，籠罩整個機場。

制服機場濃霧的最初嘗試已是幾十年前的事。當(dāng)時，飛行員將大桶大桶的冰粒播撒在霧中，冰粒在墜落過程中與懸浮的水蒸氣發(fā)生作用，從而清除大霧。如今，在每年的10月到次年的2月的大多數(shù)清晨，布萊爾都會下令飛機進行除霧工作。凌晨2時，電話就可能會突然響起：“能幫忙嗎?”到清晨5時，布萊爾和他的機組(一名飛行員、一臺磨床和一名用桶往磨床的漏斗中倒干冰的工作人員)已經(jīng)準(zhǔn)備就緒。隨著冉冉升起的旭日，上層大氣獲得熱量，霧變得越來越濃密，這時布萊爾的機組便開始工作了，他們將6箱干冰晶體放進飛機，而后隨飛機飛到籠罩機場跑道的濃霧的上面。假如你坐在這架飛機上，隨著飛機轉(zhuǎn)向，你就會看到下面有一些微弱的閃光，那正是冰晶開始形成的跡象。接下來，霧團中就會出現(xiàn)一個洞。最終，局部大氣中將充滿超冷的水分子，從而引發(fā)一場持續(xù)數(shù)小時的暴風(fēng)雪，但濃霧不見了，飛機起降也沒問題了。

在鹽湖城東北約1500千米的美國北達科他州西部開闊平原上，調(diào)節(jié)天氣的主要目標(biāo)是抑制冰雹。當(dāng)暖濕氣流在大氣層中迅速躥升時，常常會形成冰雹，給當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)作物帶來致命危害。在過去30多年里，北達科他州—直都在利用碘化銀播云以減弱冰雹、制造降雨。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，經(jīng)過播云的區(qū)域所受到的冰雹災(zāi)害比未經(jīng)過播云的區(qū)域至少減少了45％。經(jīng)過播云，冰雹的個頭變得小多了，對農(nóng)作物的損害程度自然也就減輕了。

增加降雨和減弱冰雹是一回事，而控制那些大規(guī)模的、復(fù)雜的、混沌的天氣事件，諸如颶風(fēng)和龍卷風(fēng)，則是另一回事。有關(guān)的解決方案迄今仍停留在理論階段，其中最大的障礙就是科學(xué)家對這些事件的結(jié)構(gòu)還不甚了了，原因則是目前的觀測手段(包括儀器設(shè)備)達不到要求，不能在極端天氣條件下進行各種觀測。不過，這并不妨礙科學(xué)家在電腦上進行模擬。

颶風(fēng)是最大規(guī)模的、最具破壞力的天氣事件，常見于晚秋時節(jié)。當(dāng)來自西非海岸的風(fēng)與簇擁在溫暖熱帶海洋上空的雷暴相遇時，造成的擾動可能形成能自我維持的低氣壓渦旋——熱帶低氣壓；如果這一天氣系統(tǒng)逐漸加強，它就可能演變成熱帶風(fēng)暴；當(dāng)風(fēng)速超過每小時120千米時，它就被稱為“颶風(fēng)”。海洋和上層大氣的溫差越大，風(fēng)暴強度也就越大。有科學(xué)家根據(jù)颶風(fēng)的動力學(xué)原理提出，通過加熱或冷卻大氣就能減弱颶風(fēng)或使之轉(zhuǎn)向。電腦模擬結(jié)果顯示這一思路是行得通的，但現(xiàn)實存在的問題是，目前仍無任何可行的辦法來加熱或冷卻足夠大片區(qū)域的大氣，從而達到移動大型風(fēng)暴的目的。還有科學(xué)家提出，可以利用塵埃微粒(如鹽微粒)在颶風(fēng)下游播云，使水蒸氣在核上凝聚并形成微小液滴，當(dāng)這些液滴最終被帶至風(fēng)暴上層時，便可通過蒸發(fā)作用令颶風(fēng)降溫，其中的原理與出汗能讓我們的皮膚降溫是一樣的。隨著液滴蒸發(fā)，風(fēng)暴下層的空氣就會降溫，風(fēng)暴強度自然就會減弱。當(dāng)然，這一理論目前仍停留在紙面。

面臨全球變暖的巨大挑戰(zhàn)，一些科學(xué)家指出，除了減少溫室氣體的排放外，設(shè)法改變氣候應(yīng)該是一個重要途徑。為此，應(yīng)該盡快把一些看似異想天開、實際上卻可行的思路推向?qū)嵺`。有科學(xué)家提出，可以在大氣上層廣為播撒微粒，讓它們反射掉一部分陽光，使之不能到達地面。美國宇航局正在資助一項計劃，該計劃的任務(wù)是發(fā)射數(shù)十億只飛盤進入環(huán)繞地球的軌道，其軌道高度距離地球160萬千米以上。飛盤由透明薄膜制作，直徑約60厘米，厚度僅250納米(1納米等于10億分之一米)。這些飛盤通過“牧羊犬”飛船控制定位，最終使射向地面的陽光減少約2％，這足以把地球降溫至工業(yè)革命以前的水平。據(jù)估計，完成這—工程需要至少20年的時間。在它完成之時，或許我們就可以說：控制天氣，我們說了算。