天氣之子的神奇力量

你是不是一枚新海誠的粉絲？看過了前年的《你的名字》之后，有沒有被《天氣之子》再度圈粉？這部日本次世代動(dòng)畫電影扛鼎之作是否勾起了你對(duì)自然天氣變化的興趣呢？如果有，請(qǐng)繼續(xù)往下看，咱們今天就來聊聊《天氣之子》里的科學(xué)。

另類超能力

《天氣之子》講述的故事并不復(fù)雜，就是一個(gè)“在地球自然氣候調(diào)節(jié)失控了的未來某個(gè)時(shí)間里，一對(duì)少年男女被命運(yùn)捉弄，在不可思議的都市冒險(xiǎn)中成長，并選擇各自的生活方式”的故事。

在這個(gè)故事中，上高一的少年帆高離家出走，一個(gè)人從海島來到東京。帆高好不容易找到一份工作，為一本古怪的“神秘學(xué)雜志”寫稿，生活孤單貧苦。而因?yàn)榈厍虻奶鞖馐チ苏{(diào)控能力，連日的滂沱大雨，讓帆高的失落和孤獨(dú)感更加強(qiáng)烈。

幸運(yùn)的是，在紛紜雜沓的大都會(huì)的某個(gè)角落，帆高遇上了一個(gè)可愛少女陽菜。陽菜和弟弟相依為命，個(gè)性堅(jiān)強(qiáng)、開朗。神奇的是，陽菜心中隱藏著一個(gè)沒有人知道的秘密──每當(dāng)她說：“現(xiàn)在開始天晴了！”雨便漸漸停下來，美麗的陽光便會(huì)灑落街上。

超能力還有副作用

原來，陽菜擁有一種不可思議的能量，那是一種能讓天空放晴的超能力。電影中，因?yàn)槭澜缫恢痹谙掠?，帆高發(fā)現(xiàn)了生財(cái)之道——幫助需要晴天的人們“召喚晴空”。

陽菜和帆高靠著這種能力打工賺錢，日子也一天天變好了。帆高為陽菜挑選了十八歲的生日禮物，這讓陽菜很開心。本以為兩人的生活會(huì)這樣平凡地繼續(xù)下去，可你也知道，有時(shí)候超能力并不只是帶來幸運(yùn)，代價(jià)往往也是巨大的。

陽菜最大的問題在于，每次使用超能力之后，身體就會(huì)慢慢變得透明。當(dāng)大家都肆意妄為地要求陽菜改變天氣后，氣候變得越來越糟糕，越來越變化無常，難以控制。最終，只有犧牲陽菜，才能避免氣候?yàn)?zāi)難。

帆高這才意識(shí)到，隨意利用這樣的超能力是錯(cuò)誤的，并通過努力最終救回了陽菜，兩個(gè)人放棄超能力帶來的“紅利”，回歸到了自然、正常的生活。

現(xiàn)實(shí)中的超能力

電影里表現(xiàn)的大背景，是地球環(huán)境正在惡化，氣候變化異常的現(xiàn)實(shí)。而事實(shí)上，人類“控制天氣”的能力恐怕真的不再只是電影里的超能力了。

不過從科學(xué)的角度來說，“控制天氣”這種說法是不準(zhǔn)確的，準(zhǔn)確的說法應(yīng)該是“影響天氣”。目前，人類影響天氣主要指的是引導(dǎo)降水或規(guī)避降水，這些方法也并不高深莫測，只要掌握了自然界降水的原理，一切都是那么“水到渠成”。

如你所知，大氣中蘊(yùn)含著豐沛的水，這些水以極微小的水滴狀態(tài)存在著，當(dāng)無數(shù)極小水滴匯聚在一起時(shí)，就會(huì)形成雨云。雨云中的小水滴小到直徑只有0.01微米，于是能夠飄浮在空中而不會(huì)下落。

雨云中除了小水滴，還有很多雜質(zhì)，這些東西構(gòu)成了一個(gè)個(gè)凝結(jié)核，將周圍的小水滴吸附過來，小水滴碰到這些東西，會(huì)結(jié)晶為冰晶，當(dāng)越來越多的小水滴匯聚在一起，冰晶也就越來越大，變成了雪花，當(dāng)雪花的重量足夠重時(shí)，就會(huì)從高空落下來，于是就形成了下雪。如果雪花在半空中融化成水，就變成了下雨。

好了，現(xiàn)在你知道了，要形成降雨，必須具備這樣一些條件：足夠的雨云和吸附小水滴的凝結(jié)核。前一個(gè)條件，人類目前還無法控制，只能等待大自然自己風(fēng)云聚會(huì)，而后一種條件，正是影響天氣的突破口。

呼風(fēng)又喚雨

了解了下雨是怎么回事之后，就很容易找到人工催雨的辦法，那就是人工制造無數(shù)的凝結(jié)核，供云中的小雨滴來凝聚。

可是，如果大氣中根本就缺乏水分，凝結(jié)核也使不上力氣呀？別擔(dān)心，大氣中蘊(yùn)含的水分要比你想象的多得多，即使是在干燥的地區(qū)，空中的云層中也含有水汽，只要人類能夠“引導(dǎo)”這些相對(duì)分散的水汽凝聚在一起，下雨是不成問題的。

當(dāng)氣象觀測顯示人工增雨的前提已具備，就可以用各種方法將一種名為碘化銀的化學(xué)物質(zhì)送到云層中去。碘化銀具有三種結(jié)晶形態(tài)，其中六方晶形與冰晶的結(jié)構(gòu)很類似，因此，它是用來作為凝結(jié)核的絕佳材料。火箭炮在云層中炸開時(shí)，產(chǎn)生了超過3000℃的高溫，在這樣高的溫度下，碘化銀會(huì)被分解成無數(shù)碘離子和銀離子，而高空云層的溫度只有-20℃，在寒冷的環(huán)境中，這些碘離子和銀離子又會(huì)很快合并為極小的碘化銀結(jié)晶微粒。1克碘化銀就能在高空云層中形成10萬多個(gè)碘化銀結(jié)晶微粒，如果這些微粒都能成為凝結(jié)核，那么最終就會(huì)形成10萬滴雨滴！

雙管齊下的干冰

除了碘化銀，干冰在人工影響天氣中的應(yīng)用更加廣泛。干冰是固態(tài)的二氧化碳，常見的二氧化碳是氣體狀態(tài)，但如果在零下-78.5℃的條件下，氣態(tài)的二氧化碳就變成固體，樣子就像冰塊一樣。而當(dāng)環(huán)境溫度高于-78.5℃時(shí)，干冰會(huì)直接從固體轉(zhuǎn)化為氣體，在這個(gè)神奇的過程中，它會(huì)吸收周圍大量的熱，使得周圍的溫度迅速下降，因此，在工業(yè)中，干冰是用來保持低溫的好材料。

將干冰送到高空云層中，讓云層的溫度驟降，形成更多冰晶。在這個(gè)過程中，干冰附近的云層溫度與其他部分的溫度相差會(huì)非常大，溫差帶動(dòng)了云層中空氣的對(duì)流運(yùn)動(dòng)，這也有利于水汽的碰撞與結(jié)合。

所以說，干冰催雨是雙管齊下，效率更高，效果更棒！

阻止下雨有一套

只能控制老天爺下雨，這顯然還不夠——要是遇到我們不希望下雨的時(shí)候，比如奧運(yùn)會(huì)開幕式，該怎么辦？辦法有兩個(gè)，要么讓雨提前下，要么就是讓雨暫時(shí)先別下。

第一個(gè)辦法很容易，如果在重要日子時(shí)可能會(huì)有大量雨云聚集，那就在前一天或者前幾天，用人工催雨的辦法，讓雨痛痛快快下完。可是，要讓雨暫時(shí)別下可有點(diǎn)玄乎了吧？

其實(shí)，這也沒什么神秘的。你想想看，既然碘化銀結(jié)晶微粒能作為凝結(jié)核讓云層中的水分凝結(jié)在一起而降水，那反過來，也就能阻止降水。簡單來說可以這樣做：

讓超過催雨所需量的碘化銀進(jìn)入高空云層，制造的碘化銀結(jié)晶微粒越多越好。比方說，假如一片云層中有100個(gè)小水滴，10個(gè)碘化銀結(jié)晶微粒就可以將這100個(gè)小水滴凝結(jié)為10個(gè)大水滴，剛好就下雨了，但我們不要下雨，就在云層中制造100個(gè)碘化銀結(jié)晶微粒，那么這100個(gè)凝結(jié)核就會(huì)爭搶小水滴，最終，不會(huì)有一個(gè)凝結(jié)核搶到足夠多的水滴……

嗯，是不是夠狠？

科學(xué)的發(fā)展從來都是機(jī)遇與危機(jī)并存的。千萬別以為科學(xué)已經(jīng)發(fā)展到無所不能的地步，其實(shí)人類離科幻電影中那樣隨心所欲地控制天氣還早著呢，僅僅是人工增雨技術(shù)，人類就花了近百年時(shí)間才成功。要是再過一個(gè)世紀(jì)、兩個(gè)世紀(jì)，人類真的能夠更加隨心所欲地掌控天氣，難道會(huì)完全是一件好事嗎？《天氣之子》其實(shí)就是在提醒人們，科學(xué)可是一柄雙刃劍！