對(duì)人工影響天氣的一些嘗試

鄒月飛

摘要：人工影響天氣是相關(guān)的科學(xué)家運(yùn)用現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)，在計(jì)算的大氣環(huán)境區(qū)域或地球環(huán)境中，通過(guò)人工催化等技術(shù)，對(duì)于局部大氣中的云層施加適當(dāng)?shù)挠绊?，使其發(fā)生各種變化，從而實(shí)現(xiàn)人們對(duì)于增雨，增霧，增雪等不同的氣候需求，達(dá)到降低災(zāi)害的目的。本文主要就對(duì)人工影響天氣的主要內(nèi)容，及重要問(wèn)題進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：人工影響天氣；人工增雨；人工防雹

一、人工影響天氣的主要內(nèi)容

1、人工增雨

（1）人工增雨的科學(xué)含義

現(xiàn)在社會(huì)上流傳一種“人工降雨”的說(shuō)法，其實(shí)這種說(shuō)法是不準(zhǔn)確的，人類不可能違背自然規(guī)律進(jìn)行人工的“降雨”，而是通過(guò)利用自然條件，在遵守自然規(guī)律的前提下，人為的“增雨”。因此，現(xiàn)在給出人工增雨這項(xiàng)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)科學(xué)定義：人工增雨是指在自然降雨之外，利用現(xiàn)有的氣象條件，通過(guò)人工干預(yù)的方法，使其再增加一部分降雨的科學(xué)手段。其原理是利用飛機(jī)、增雨火箭或高射炮將催化劑發(fā)射到云層中，對(duì)局部范圍內(nèi)的云層中的水含量進(jìn)行催化，使云層中的水滴增多并使其重量增加，去掉蒸發(fā)的一部分，大部分就降落到了地面，形成了降水。

（2）人工增雨的作用

我國(guó)是世界上的人口大國(guó)，各種資源的消耗量都大的驚人，水資源也一樣，因此，我國(guó)想到了利用人工增雨的方法來(lái)增加水量的方法。我國(guó)最早的人工降雨是始于20世紀(jì)50年代，無(wú)論從規(guī)模還是數(shù)量上來(lái)說(shuō)，我國(guó)都是人工影響天氣變化的大國(guó)，而自從人工增雨技術(shù)的引入，我國(guó)的旱澇災(zāi)害明顯減少，農(nóng)業(yè)產(chǎn)量上升。而近年來(lái)由于人工增雨技術(shù)的不斷成熟，其作用已經(jīng)不僅僅作用于農(nóng)業(yè)了，對(duì)于森林火災(zāi)的救護(hù)，生態(tài)建設(shè)，增加水資源方面多做出了突出的貢獻(xiàn)。這也印證了科技的發(fā)展是為人類服務(wù)的這句話。

2、人工防雹

人工影響天氣就是通過(guò)一定的科技手段對(duì)局部大氣中的物理、化學(xué)過(guò)程進(jìn)行人工影響，使之朝著人們的希望發(fā)展，達(dá)到趨利避害的目的。人工影響天氣概念的提出，是基于人類為了生產(chǎn)和生活的需要，希望通過(guò)人為干預(yù)以防止或減輕由惡劣天氣引起的自然災(zāi)害，進(jìn)而在適當(dāng)條件下，促使天氣向有利于人類需要的方向發(fā)展。人工防雹大體分為兩類：

（1）往云中播撒成冰催化劑

這種方法的基本原理是，冰雹云中含水量很大，而自然冰雹胚胎為數(shù)不多，所以這些胚胎能充分地與過(guò)冷水滴并合而長(zhǎng)成大冰雹。播撒成冰催化劑以后，冰雹云中產(chǎn)生大量的人工冰雹胚胎，它們和自然胚胎爭(zhēng)奪水分，使云中水量分散到大量的胚胎上，結(jié)果每一個(gè)胚胎都不能得到充分的水量而長(zhǎng)成對(duì)農(nóng)作物有損害的大冰雹。按此原理，一些國(guó)家廣泛試驗(yàn)了用地面燃燒的方法，或用火箭、高射炮和飛機(jī)等手段，把大劑量的碘化銀粒子播撒到冰雹云中去。另外，也有人試驗(yàn)在云的中下部播撒吸濕核，促進(jìn)暖云降水過(guò)程，以減少冰雹生長(zhǎng)所必須的水分供應(yīng)。

（2）爆炸法

用高射炮、火箭或土炮等，向云的中部和下部大量集中轟擊。這種方法的物理機(jī)制還不夠清楚。有人認(rèn)為，爆炸能在一定條件下影響云中的鉛直氣流，破壞或改變冰雹云的自然發(fā)展過(guò)程；也有人認(rèn)為爆炸能引起過(guò)冷水滴的凍結(jié)，從而產(chǎn)生大量的人工冰雹胚胎，限制各個(gè)冰雹長(zhǎng)大。

二、人工影響天氣工作中必須重視的問(wèn)題

1、人工增雨作業(yè)必須重視的問(wèn)題

首先，作業(yè)云的選擇

（1）積雨云。云內(nèi)上升氣流較強(qiáng)，可帶有大量的水汽，這些都有利于碰并增長(zhǎng)，曖積云中一般大云滴易于形成，而且對(duì)流云常存在許多大小不同的云泡，其中含水量和上升氣流都較大，云泡尺度從幾十米至幾百米，平均為100m，它是降水粒子數(shù)濃度增長(zhǎng)的主要機(jī)制。

（2）雨層云、層積云、高層云。層狀云一般上升氣流弱，含水量小，除雨層云外其它云都不厚，因此，一般層狀暖云通過(guò)重力碰并只能形成毛毛雨，考慮到云下蒸發(fā)，毛毛雨要落至地面還應(yīng)在落出云底時(shí)尺度稍大。在天氣形勢(shì)和地形抬升作用下，有較強(qiáng)的上升氣流和較大的含水量，若云層較厚，維持較長(zhǎng)時(shí)間，可形成小雨，若實(shí)施增雨作業(yè)，效果更佳。

其次，作業(yè)地點(diǎn)的選擇

作業(yè)地點(diǎn)的選擇是人工增雨作業(yè)的關(guān)鍵所在，因?yàn)樽鳂I(yè)地點(diǎn)的選擇直接關(guān)系到受益點(diǎn)。作業(yè)受到云速、風(fēng)速、作業(yè)點(diǎn)與受益點(diǎn)距離的制約，因此，作業(yè)地點(diǎn)要選擇在受益點(diǎn)的上風(fēng)向。另外，由于使用高炮或者火箭在發(fā)射完成后，其彈殼一般不會(huì)炸毀，完成爆炸后會(huì)因?yàn)橹亓ψ饔寐浠氐孛?，因此，就要考慮彈殼的落回是否會(huì)對(duì)人、房屋等建筑造成損害，所以，人工增雨地點(diǎn)的選擇和時(shí)機(jī)的一樣，都是人工增雨作業(yè)中的關(guān)鍵，是人工增雨作業(yè)能否完成及完成質(zhì)量的保障。

再次，作業(yè)時(shí)機(jī)的選擇

云和降水過(guò)程處于發(fā)展或持續(xù)階段，云層較厚，有持續(xù)上升氣流；云底較低，有過(guò)冷水，冰晶數(shù)濃度較低。層狀云中一般升速較小，故催化部位宜高，使冰晶形成后能充分利用較厚云層的增長(zhǎng)條件，凝華增長(zhǎng)速率與溫度有關(guān)，-15℃凝華快，聚集強(qiáng)，對(duì)冰晶增長(zhǎng)有利，故盡量選擇云中溫度相當(dāng)?shù)偷倪^(guò)冷水區(qū)播撒。

2、人工防爆作業(yè)必須重視的問(wèn)題

（1）防雹作業(yè)技術(shù)

完成了冰雹云的識(shí)別后，就要開(kāi)展對(duì)冰雹云的作業(yè)。冰雹云的作業(yè)要突出及時(shí)、準(zhǔn)確、迅速，即尋找好作業(yè)時(shí)機(jī)、部位和確定催化劑的播撒劑量，這也是防雹作業(yè)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。

（2）作業(yè)時(shí)機(jī)

防雹作業(yè)必須及時(shí)。一定要選在冰雹云形成的初期，一般以云中冰雹胚胎形成前1～3min為最佳。如果等冰雹長(zhǎng)大后再實(shí)施作業(yè)，那么作業(yè)效果會(huì)很差。如果識(shí)別冰雹云的強(qiáng)回波強(qiáng)度為60dBz，當(dāng)云中強(qiáng)回波區(qū)的強(qiáng)度為50～55dBz時(shí)就應(yīng)該開(kāi)始申請(qǐng)作業(yè)。

（3）作業(yè)部位

催化必須選擇適當(dāng)?shù)牟课?。冰雹生長(zhǎng)在云中液態(tài)水分的累積區(qū)，防雹作業(yè)主要是通過(guò)向云中累積區(qū)內(nèi)增加冰雹胚胎，爭(zhēng)奪云中的水分，使冰雹不易長(zhǎng)大，以達(dá)到防雹的目的。因此，作業(yè)部位的選擇主要就是找出冰雹云中液態(tài)水分的累積區(qū)。一般作業(yè)部位應(yīng)選在-5～-15℃的高度層內(nèi)，高度在5～6Km范圍內(nèi)，這是液態(tài)水含量的最大區(qū)域。