“呼風喚雨”的朗繆爾

代曉琴

美國物理化學家歐文·朗繆爾發(fā)明的干冰布云法，開創(chuàng)了人工降雨的新時代，給飽受干旱之苦的人們帶來了福音，讓耕云播雨不再是神話。一起來看看他是怎樣讓“呼風喚雨”成為現(xiàn)實的吧！

一次刻骨銘心的觸動激發(fā)創(chuàng)造欲望

1881年1月31日，朗繆爾出生在美國紐約州布魯克林的一個貧民家庭。他從小就愛思考問題，凡事喜歡盤根究底。少年時代，朗繆爾考入哥倫比亞大學學習礦業(yè)知識。

一天，他和同學們外出考察，不知不覺來到一個小山村。

“老天，求你快快下雨吧！”由于久旱無雨，莊稼顆粒無收，村民們苦不堪言，對著天空發(fā)出哀傷的呼喊。但是，萬里晴空，一點下雨的跡象也沒有。

面對農(nóng)民求雨的目光，面對茫茫無際的藍天，朗繆爾被深深觸動。他想，要是人類能控制雨水就好了。這樣，人們就能擺脫靠天吃飯的命運。

“難道你要去學巫師‘呼風喚雨？”同學們認為朗繆爾太天真。面對嘲諷，朗繆爾沒吭聲，只在心里暗下決心：“我一定要靠人工降雨來解決這個難題?！?/p>

為了學到更多知識，朗繆爾到哥廷根大學深造，獲得博士學位。畢業(yè)后，他對人工降雨進行了深入而理智的探索。

終于，他弄明白雨的形成過程其實就是地面上的水蒸氣上升，遇冷凝聚成團變成“云”后，再降落的過程。

那么，是不是有云就能降雨？

朗繆爾對此進行了仔細的觀察，結果發(fā)現(xiàn)有云未必就一定會下雨。通過一番研究，他發(fā)現(xiàn)云中的微小冰點直徑大約在0.01毫米左右，能長時間懸浮在空中，當它們遇到某些雜質粒子，也就是冰核，便可以形成小冰晶，而一旦出現(xiàn)冰晶，水汽就會在冰晶表面迅速凝結，使得小冰晶長成雪花，許多雪花粘在一起成為雪片，當雪片大到足夠重時就從高空滾落下來，形成降雪。若雪片在下降過程中落到溫度高于0攝氏度的暖區(qū)就融化為水滴，則會下起雨來。換言之，若要降雨，空氣中除有水蒸氣外，還必須有塵埃微粒。

可是，要在陰云密布的天氣里揚起漫天灰塵談何容易？現(xiàn)在，冰核成為關鍵問題。

一個奇特現(xiàn)象讓神話成真

既然灰塵不能揚上天，那可不可以用其他物質代替呢？朗繆爾在實驗室做了人工云，并用各種粉末做實驗，結果都不理想。

1946年7月的一天，驕陽當空，酷熱難熬。朗繆爾正緊張地進行試驗，忽然電冰箱不知因何故障而停止制冷，冰箱內溫度降不下去了。

由于干冰在常壓下能急劇轉化為氣體，吸收環(huán)境熱量而制冷，可使周圍溫度降到零下78攝氏度左右，所以朗繆爾決定采用干冰降溫。當他剛把一些干冰放進冰箱的冰室中，一幅奇妙無比的圖景出現(xiàn)了：小冰粒在冰室內飛舞盤旋，翩翩雪花從上落下，整個冰室內寒氣逼人，人工云變成了冰和雪。

“難道不要冰核也可以降雨？”朗繆爾對這一奇特現(xiàn)象充滿好奇，開始了更深一層的研究。

通過一系列的實驗，朗繆爾終于證實塵埃對降雨并非絕對必要，干冰具有獨特的凝聚水蒸氣的作用，可以作為云中冰晶或冰核。也就是說，溫度降低也能使水蒸氣變雨。

朗繆爾對自己的發(fā)現(xiàn)興奮不已，但新的問題又出現(xiàn)了，“究竟要把溫度降到多少度，降雨才能成功？”

為此，朗繆爾不斷調整加入干冰的量和改變溫度，終于發(fā)現(xiàn)只要溫度降到零下40攝氏度以下，人工降雨就有成功的可能。

不久以后，在朗繆爾的指揮下，一架飛機騰空而起飛行在云海上空。實驗人員將207千克干冰撒入云海。30分鐘后，狂風驟起，傾盆大雨灑向大地。自此，人類第一次人工降雨實驗獲得成功，“呼風喚雨”的時代開始了。

后來，科學家們了解過冷云層冰晶成核作用的理論后，又發(fā)現(xiàn)了可以用碘化銀等作為“種子”進行人工降雨，效果比干冰更好，因為碘化銀可以在地上撒播，然后利用氣流上升的作用，漂浮到空中的云層里，這種方法比干冰降雨更簡便易行。

朗繆爾一生研究廣泛，貢獻突出。為了紀念他，人們把他所發(fā)現(xiàn)的單分子吸附層理論的一個等溫方程式命名為“朗繆爾吸附等溫方程”，并將阿拉斯加的一座山命名為“朗繆爾山”，紐約大學的一個?？茖W院命名為“歐文·朗繆爾學院”。

（責任編校：賀年青）