建造在云上的事業(yè)

“從播云作業(yè)不確定結(jié)果的角度看，執(zhí)行這種作業(yè)的決定應(yīng)被視作為賭博。資金和資源正在投入于一場離成功遙遙無期的事業(yè)。”

北京昌平區(qū)崔村鎮(zhèn)真順村，人工影響天氣作業(yè)的炮手又上區(qū)里培訓(xùn)了。挺著啤酒肚的果農(nóng)張衛(wèi)國這幾天笑呵呵的。因為防雹作業(yè)的顯著效果，自從2001 年承包果園開始，張衛(wèi)國迎來了好幾年的豐收。

5 月，是人工影響天氣作業(yè)在全國進入“備戰(zhàn)期”的時間。接著的9 月又將是大豐收，因為今年領(lǐng)取上崗證的炮手將用碘化銀炮彈再一次保衛(wèi)張衛(wèi)國的蘋果園。

最大規(guī)模的播云作業(yè)

這些炮彈平均每顆含1克碘化銀，炮彈進入云層后爆炸，釋放出碘化銀催化劑，一次作業(yè)使用20~30克碘化銀便能產(chǎn)生效果。碘化銀受熱會在空氣中形成極多極細(只有頭發(fā)直徑的百分之一到千分之一)的碘化銀粒子。1 克碘化銀可以形成1013~1015 個微粒，隨氣流運動進入云中，在溫度極低的云層中產(chǎn)生冰晶，從而形成雨或雪。這個過程被稱為“冷云催化”，是應(yīng)用得最廣的人工影響天氣手段。(詳見本刊2008年5 月報道《“鳥巢”消雨計劃》)

因此， 在技術(shù)層面， 人工影響天氣被稱為“播云作業(yè)”(Cloud Seeding)，這個稱呼不由讓人產(chǎn)生種種關(guān)于農(nóng)業(yè)播種的想象。對一個中國農(nóng)民來說，減少了自然災(zāi)害，保住一年的收成，比什么都實在。這個需要作為出發(fā)點，直接導(dǎo)致了中國“人影”(人工影響天氣)規(guī)模居世界首位的事實。

“中國播云作業(yè)次數(shù)遠多于世界其他國家的總和。”丹尼爾#8226;羅斯菲爾德教授是以色列耶路撒冷希伯萊大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院的教授，在他看來，以干旱和滴灌農(nóng)業(yè)聞名的以色列對降水的需求應(yīng)當遠大于中國，而中國人工影響天氣次數(shù)之頻繁“幾乎不可想象”。

這一規(guī)模有多大?中國氣象局的資料表明:1999~2006 年，中國共人工增雨2500 億噸，每年超過300億噸，計劃到2010 年，每年增雨500 億噸。與此相關(guān)，每年在這方面的投資高達數(shù)億元，全國各地為此投入3.7 萬人、約7000 門高炮和5000 個火箭發(fā)射架。

“老百姓的需求巨大?！?中國氣象局人工影響天氣中心主任郭學(xué)良解釋這種巨大作業(yè)規(guī)模的“群眾基礎(chǔ)”，“干旱很嚴重，冰雹災(zāi)害很嚴重，老百姓需要。你不給我作業(yè)，每年辛辛苦苦種的糧食，一場干旱、冰雹，什么都沒有了。他們靠這個賺錢，結(jié)果什么都沒有了，你說做不做?”然而，也許老百姓不知道的是，這個頗具科學(xué)氣息的技術(shù)，還未真正得到科學(xué)實驗的有效論證。美國懷俄明大學(xué)大氣科學(xué)學(xué)院退休教授伽柏#8226;瓦利告訴記者，關(guān)于人工影響天氣最大的問題是播云作業(yè)有效性的不確定。這種不確定是指，現(xiàn)有的科學(xué)知識不能闡明在何種條件或情況下，播云作業(yè)可以產(chǎn)生預(yù)期的結(jié)果。因此，應(yīng)用于實際生活中的人工影響天氣技術(shù)執(zhí)行情況并不遵循可靠的科學(xué)知識。換句話說，播云作業(yè)僅僅是在模糊的概念下決定了怎樣做，什么時候做以及做什么。

理想的情況下，科學(xué)應(yīng)該能夠給出“人影”作業(yè)成功機率的評估。然而，研究大氣科學(xué)的伽柏#8226;瓦利最終認定，即使是這種評估在現(xiàn)在也是不可能的。涉及天氣變化的大氣科學(xué)是一個充滿復(fù)雜變量的學(xué)科，云層條件差異很大，而且這些條件只有通過一系列指標，如雷達反射率、回波高度、飛機觀察等才可以被診斷。這些指標很重要，但卻是不充分的。目前所掌握的知識，并不能估量播云作業(yè)的負面結(jié)果。

“從播云作業(yè)不確定結(jié)果角度看，執(zhí)行這種作業(yè)的決定應(yīng)被視作為賭博。資金和資源正在投入于一場離成功遙遙無期的事業(yè)?！蓖呃淌谡f。

“各省自管頭頂天”

眼下投資這場事業(yè)的，是中國各地地方政府。

“人工影響天氣作業(yè)的費用主要來自于地方政府。”郭學(xué)良主任說。2007 年中國氣象局人工影響天氣中心成立，承擔(dān)國家級人工影響天氣業(yè)務(wù)建設(shè)。全國逐步形成了以氣象部門組織實施、地方投入為主的國家、省、市地、縣四級人工影響天氣業(yè)務(wù)制度。

各省的“人工影響天氣辦公室”是當?shù)貧庀蟛块T氣象業(yè)務(wù)的一部分。人工影響天氣作業(yè)由各省氣象局負責(zé)技術(shù)管理，各地省政府進行行政管理。省人影辦統(tǒng)一協(xié)調(diào)作業(yè)，決定火箭點、炮點布置。作業(yè)前需申請空域，由空軍管理部門控制。

一般情況下，由省級人工影響天氣辦公室發(fā)出人工影響天氣作業(yè)通知，相關(guān)各級單位做好作業(yè)準備。區(qū)縣氣象局發(fā)現(xiàn)作業(yè)條件時，向上級人影辦匯報，人影辦向空軍申請協(xié)調(diào)空域，得到安全發(fā)射指令后，召集各作業(yè)點炮手進行作業(yè)。

這種實質(zhì)上以省級人影辦為主導(dǎo)的機制，將人工影響天氣作業(yè)引入“各省自管頭頂天”的境況。

當然，這種行政劃區(qū)的做法并非中國獨有。在人工影響天氣技術(shù)的發(fā)源地美國，也是由各州政府主導(dǎo)管理人工影響天氣作業(yè)，具體涉及的管轄部門在各州之間也有所差別。以瓦利教授所在的懷俄明州為例，批準發(fā)放“人影”牌照的是懷俄明州工程辦公室，但在批準前必須由州水資源開發(fā)委員進行協(xié)調(diào)。

與中國各省“自上而下”展開作業(yè)的情況不同的是，美國開展人影作業(yè)項目更像是“自下而上”。個人和團體獲得人影作業(yè)牌照后，還得作出項目環(huán)境影響評估。他們必須證實人工影響天氣的行為不會帶來負面影響。

當然實踐這樣的政策在瓦利教授眼里存在太多變數(shù)?！耙驗樵u估起來非常困難，太多因素需要被考慮?！彼f。正是由于評估的困難，美國多數(shù)的州并不開展“人影”作業(yè)。即使作業(yè)，也只限于一小部分團體申請，主要用于增加降雨量。俄羅斯也有“人影”作業(yè)，2007 年他們甚至在紅場閱兵前使用了這一手段，而這在美國是堅決不允許的。

云水爭奪戰(zhàn)

美國人的顧慮不僅于此，云層具有流動性的性質(zhì)，讓云水資源的法域問題一直備受爭議，這個問題在中國尤為突出。

“我們國家現(xiàn)在希望達到省與省之間的協(xié)調(diào)，能夠更多地增加降水，就是要跨區(qū)域作業(yè)。”郭學(xué)梁說，“一塊云，如果單獨作業(yè)就是省里的管轄范圍，跨區(qū)域作業(yè)就是說大家聯(lián)合來作業(yè)，降水量可以更大一些。讓各省聯(lián)合起來都降水，不僅考慮自己的利益，也考慮干旱地區(qū)。干旱地區(qū)跨的范圍也很大。我們希望幾個省聯(lián)合起來，都降下來，這樣不管是哪個省都有好處?！?/p>

這種理想化的跨區(qū)域合作模式在人影作業(yè)經(jīng)費來自各地財政的現(xiàn)實面前，仍然是一件“任重道遠”的事情。以省內(nèi)協(xié)調(diào)主導(dǎo)的機制直接導(dǎo)致的是省際間評估標準不統(tǒng)一。各省獨立制定評估標準的做法，使得目前為止沒有全國性的評估報告。因此郭學(xué)良主任在談及評估效果時將“農(nóng)民覺得有效”作為有力證據(jù)?！稗r(nóng)民不讓撤作業(yè)點，”他說。

而這種“農(nóng)民覺得有效”的評估也存在內(nèi)部矛盾。郭學(xué)良也明白，地方氣象局應(yīng)天氣變化作出防雹干旱決策時，并不能協(xié)調(diào)全部農(nóng)民的利益。他舉例說，青海的牧區(qū)每年到了春季干旱缺水，但是牧民不希望降水，因為老是下雨，羊蹄就會發(fā)爛，他們希望雨水量適當。但是對于有些需要水資源的部門，比如水電部門，需要水越多越好，這就是矛盾。

矛盾遠不止此。在“人定勝天”的熱情背后，各地人影辦工作開展得如火如荼。然而，這種熱情有時帶來的卻是另一番局面。

早在5 年前，河南就已經(jīng)上演了一次轟動全國的雨水爭奪事件。2004 年7 月9 日下午，從河南南部向東北方向飄移來一片攜帶豐富水汽的云塊，久旱無雨的平頂山、駐馬店、漯河、許昌、周口5 市為搶奪云水資源，紛紛投入大量的人力和物力競相實施人工增雨。

中科院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究院研究員陳廣庭在接受《北京科技報》采訪時曾對這一現(xiàn)象表示擔(dān)憂:“從理論上講，在一定時期內(nèi)，同一片云系的云水資源如果沒有及時從大氣循環(huán)中得到補充，其擁有的空中水資源就是恒定的，如果在一個地方實施人工增雨，云系下游的地方降雨就要減少，下游即使實行人工增雨，成效也會受到影響?！?/p>

如果云水資源爭奪是地方協(xié)調(diào)的缺失，那么發(fā)生在昌平崔村鎮(zhèn)真順村的“小插曲”就反映出作業(yè)人員管理的問題。

真順村張國岳副主任告訴記者，一位村里的炮手因醉酒與人打賭，擅自發(fā)射炮彈。盡管在雷達監(jiān)控下，這場鬧劇被區(qū)氣象局及時制止了，但是對于空域和環(huán)境的負面影響可見一斑。

一個求雨儀式?

瓦利教授以一句略帶詼諧的話結(jié)束記者的采訪:“我們應(yīng)該明白，許多社會活動僅僅因為心理因素和政治影響而被認為是有用的。比如使用焚香跪拜、動物祭祀等儀式求雨。作為科學(xué)家，我無法證實它的有效性。但是我也無法否認，這些行為畢竟令人充滿希望?！北M管這位美國科學(xué)家研究了“人影”技術(shù)一輩子，但看來他并不支持大規(guī)模應(yīng)用這項技術(shù)。

瓦利并不是惟一這樣表態(tài)的科學(xué)家。美國國家大氣研究中心氣象學(xué)家丹尼爾#8226;布雷德也認為，人工降雨的效果令人鼓舞，但有很多夸大之辭，“這不光損害了大氣科學(xué)和人工影響天氣，在整體上對科學(xué)來說都是個損害?！?20 世紀70 年代末，有2000 萬美元的聯(lián)邦研究經(jīng)費用于研究人工影響天氣，而現(xiàn)在專門研究如何人工降雨的經(jīng)費已經(jīng)取消了。

丹尼爾#8226;羅斯菲爾德的國家30年來都站在人工降雨的技術(shù)巔峰。以色列應(yīng)用的是地面燃燒焰劑和飛機播撒碘化銀，據(jù)說這樣的手段能增加15%~20% 的雨量。在中國則主要靠高炮作業(yè)。發(fā)射到云層的碘化銀炮彈是用軍隊過期“三七”炮彈改裝的。高射炮也是軍用淘汰下來的設(shè)備，它的前身是無縫鋼管制作的土炮，發(fā)射內(nèi)裝碘化銀的禮花彈。依靠這些裝備，據(jù)評估每次作業(yè)也能增加10%~23% 的雨量。

然而近年來，羅斯菲爾德的觀點略有變化，他建議記者與其關(guān)注人工降雨，不如去關(guān)注中國的空氣污染問題?！安ピ谱鳂I(yè)和空氣污染對天氣產(chǎn)生的影響，實際上是一樣的，它們對云層的影響作用基于相同的物理準則?！绷_斯菲爾德說，“已有研究成果表明了，無論哪個國家，靠蓄意播云作業(yè)影響降水，效果都趕不上因空氣污染而引發(fā)的變化?！?/p>

但對于郭學(xué)良主任來說，作為全國“人影”事業(yè)的領(lǐng)頭人，當務(wù)之急還是如何建立全國范圍內(nèi)的評估機制和促成跨區(qū)域合作，把工作規(guī)范起來，把“亂象”問題解決掉。畢竟從中國的國情出發(fā)，“人工影響天氣”的龐大需求已經(jīng)是不能忽略的存在?！凹纫l(fā)展，也要解決吃飯問題;既要保護環(huán)境，還要維持老百姓的生存。這就是現(xiàn)實問題。我們做人工影響天氣的目的是應(yīng)對自然災(zāi)害，很明確，不是為了發(fā)展氣象武器或別什么，僅僅只是應(yīng)對自然災(zāi)害而已?！?/p>

人工影響天氣簡史

從避雷針開始，到往云層里播撒食鹽、干冰和碘化銀，影響天氣的嘗試，幾乎可以說古已有之。

1、從避雷針開始

人類最早影響天氣的科學(xué)嘗試，也許應(yīng)該追溯到避雷針。避雷針一般認為是富蘭克林在1749 年發(fā)明。實際上首次有科學(xué)根據(jù)的人工影響天氣建議是美國氣象學(xué)者伊斯派于1839 年提出的，他認為在潮濕的空氣中可用烈火產(chǎn)生上升氣流來造云致雨。

2、不成功的嘗試

使用炮擊消除冰雹的做法到最近30 年才普遍使用，但是最早的嘗試是在1896 年，一位意大利市長斯汀格使用一個2 米高的大炮產(chǎn)生沖擊波來消除冰雹，在實驗的2 年之內(nèi)沒有雹災(zāi)發(fā)生。1918 年，法國科學(xué)家把裝滿液化氣體的炮彈發(fā)射到空中。1921 年和1924 年，美國科學(xué)家兩次用飛機向云層播撒帶電沙粒，試圖促使云層碰撞而降雨。這些實驗基本上都失敗了。

3、朗繆爾-沙弗爾實驗

歷史上首次成功的人造雨雪發(fā)生在1946 年11 月13 日，由美國通用電氣公司聘請的化學(xué)家艾爾文#8226;朗繆爾設(shè)計實驗，他的助手文森特#8226;沙弗爾駕駛飛機，在馬薩諸塞州格雷洛克山上空把2.7 千克干冰倒在云層中，引發(fā)了一場暴風(fēng)雪。圖為朗繆爾，1932 年諾貝爾化學(xué)獎得主。

4、中國的第一次

中國最早做的人工降雨是在1958 年，吉林省這年夏季遭受到60 年未遇的大旱。這次作業(yè)用的是食鹽，由空軍二航校的飛行員周正駕駛一架杜-2型轟炸機，在云層播撒了將近200 千克。杜-2型轟炸機是當時解放軍的主力機型，這次行動也是一次準軍事行動。

5、引導(dǎo)天雷

最早的人工引雷實驗應(yīng)該是法國人做的。但紐曼等人利用火箭拖導(dǎo)線技術(shù)，于1960 年在美國最早實現(xiàn)了真正實用意義上的人工引雷。20 世紀70 年代，研究者們發(fā)現(xiàn)用紅外或紫外激光也能實現(xiàn)引雷。

6、阻止颶風(fēng)

20 世紀60 年代美國軍方秘密啟動了“風(fēng)暴狂人”項目，試圖在大西洋上使用人工降雨技術(shù)來改變颶風(fēng)的生成規(guī)律。這個計劃只對少數(shù)的颶風(fēng)進行了測試，因為資料還未解密，至今也不清楚該項目是否成功。

7、被禁止的氣象武器

1967~1972 年，美國曾進行過“中間人—愛國者行動”，利用飛機播撒干冰的方法人工降雨，延長雨季，用于截斷越南的“胡志明小道”。這一行動先后出動2600 架次飛機，造成山洪暴發(fā)，殺傷巨大。1978 年，一項國際條約禁止了將人工影響天氣用于軍事和敵對目的。

8、中國人的應(yīng)用

1987 年5 月，大興安嶺特大火災(zāi)中發(fā)射了降雨彈4700 發(fā)，據(jù)說在一定程度上減小了火勢。20 世紀90 年代，國外對人工影響天氣的興趣開始減小。2009 年2 月，中國北方地區(qū)發(fā)生了38 年罕見的干旱，很多地方使用碘化銀炮彈促使增加降水，使人工增雨在中國成為新話題。