人工影響天氣的歷史脈絡(luò)及法規(guī)公約、檢驗(yàn)評(píng)估等問題

■許小峰

人工影響天氣既是科學(xué)問題，也是一個(gè)系統(tǒng)工程，涉及面較廣，特別是當(dāng)利益、環(huán)境、責(zé)任等問題出現(xiàn)時(shí)，需要通過制定各方都能接受的法規(guī)、政策、標(biāo)準(zhǔn)等方式來解決，甚至需要通過簽署國(guó)際公約來約束，這是在發(fā)展人影科學(xué)與業(yè)務(wù)的同時(shí)需要謹(jǐn)慎考慮的。

1 歷史脈絡(luò)與探索實(shí)踐

獨(dú)特的地球自然環(huán)境孕育了包括人類在內(nèi)的生態(tài)萬物，斗轉(zhuǎn)星移，世變滄桑，延續(xù)至今，是一個(gè)自然演變過程。但智慧的人類并不安于此，除不斷探索、適應(yīng)自然條件變化的規(guī)律外，主動(dòng)出擊、改變環(huán)境的意愿萌發(fā)于心，付諸于行，伴隨著人類社會(huì)演進(jìn)而留下了與天斗法的漫長(zhǎng)歷史痕跡。

若按現(xiàn)代科學(xué)范式評(píng)估，美國(guó)政府正式聘用的第一位氣象學(xué)家詹姆斯·埃斯皮（James Espy，1785—1860年）可算是最早從現(xiàn)代科學(xué)理論視角提出人工降水方法的人之一，但與目前通常采用的方法有較大差異。埃斯皮將大氣層視為一個(gè)巨大的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)，根據(jù)他的風(fēng)暴理論，所有大氣擾動(dòng)，包括雷暴、颶風(fēng)等，都是由這個(gè)熱機(jī)驅(qū)動(dòng)的。大氣被太陽加熱后，產(chǎn)生上升運(yùn)動(dòng)，冷卻后水汽凝結(jié)，釋放出潛熱，同時(shí)產(chǎn)生雨（雪）、冰雹等。這一熱機(jī)理論在氣象學(xué)理論中是被認(rèn)可的，但埃斯皮試圖通過制造熱機(jī)產(chǎn)生降雨的構(gòu)想則有些遠(yuǎn)離實(shí)際，他試圖通過燃燒森林驅(qū)動(dòng)大氣產(chǎn)生上升運(yùn)動(dòng)，促成水汽凝結(jié)和降水。由于缺乏必要的政治支持和贊助經(jīng)費(fèi)，所策劃的大規(guī)模測(cè)試方案最終未能付諸實(shí)施。

另一位試圖利用現(xiàn)代科學(xué)方法造雨的美國(guó)人是查爾斯·哈特菲爾德（Charles M. Hatfield，1875—1958年），采用的是化學(xué)方法。1902年，查爾斯制造了一種由23種化學(xué)物質(zhì)組成的混合物質(zhì)，放入一個(gè)大型鍍鋅蒸發(fā)罐中，聲稱這種混合物可以吸引雨水。1904年，在洛杉磯的一個(gè)牧場(chǎng)首次開展了試驗(yàn)，農(nóng)場(chǎng)主承諾如能產(chǎn)生雨水將支付查爾斯50美元，查爾斯成功了，最終獲得了100美元的酬金。對(duì)此，氣象局并不認(rèn)可，認(rèn)為所發(fā)生的降雨僅是已來臨的一場(chǎng)風(fēng)暴引發(fā)的。此后又開展了多次試驗(yàn)，有成功也有失敗，但查爾斯的名氣越來越大，1915年，圣地亞哥市議會(huì)以四票對(duì)一票通過了1萬美元的費(fèi)用，讓查爾斯以增雨的方式為莫雷納大壩水庫(kù)（Morena Dam Reservoir）提升庫(kù)容量。查爾斯同意了，在莫雷納湖旁邊建造了增雨塔，1916年新年前后已準(zhǔn)備就緒。始料未及，從1月5日開始，突發(fā)大雨，且逐日加大，引發(fā)了洪災(zāi)，大壩破裂，多人傷亡。此時(shí)，市議會(huì)不但拒絕支付承諾的經(jīng)費(fèi)，還要求查爾斯承擔(dān)賠償責(zé)任。雙方開始了持久的官司，直到1938年，最終法院裁定事件屬于天災(zāi)，免除了查爾斯的責(zé)任。查爾斯聲稱先后獲得過500次成功，但他并沒有將化學(xué)物質(zhì)合成方法留給后人，其科學(xué)性也受到質(zhì)疑，有評(píng)論說查爾斯的所謂成功主要?dú)w功于他對(duì)氣象科技的把握，通過選擇下雨概率很高的時(shí)期作業(yè)，提高了成功率。

同樣，在我國(guó)的歷史文獻(xiàn)中，也可以發(fā)現(xiàn)關(guān)于人工影響天氣的類似記載，如我國(guó)北魏地理學(xué)家酈道元所著的《水經(jīng)注·江水》中就有這樣的描述：“天旱，燃木崖上，推其灰燼，下穢淵中，尋即降雨?！睂懙氖侨龒{某地區(qū)的祈雨活動(dòng)，在高崖上通過燃燒木材使得空氣形成上升氣流，氣溫降低，水汽易達(dá)到飽和狀態(tài)，同時(shí)燃燒可以增加凝結(jié)核，也有利于增加降水。其原理與美國(guó)埃斯皮提出的有相通之處，年代則更早一些。17世紀(jì)末，中國(guó)清代劉獻(xiàn)廷撰寫的《廣陽雜記》記載：“夏五、六月間，常有暴風(fēng)起，黃云自山來，必有冰雹，土人見黃云起，則鳴金鼓，以槍炮向之施放，即散去。”這是對(duì)中國(guó)古代用土炮防雹的描述，與現(xiàn)代防雹方法也有類似之處。在清代的《瑣事閑錄》中也可看到關(guān)于驅(qū)雹消雨的描述，類似的記載還有不少。

關(guān)于人工影響天氣早期的探索與實(shí)踐活動(dòng)在許多國(guó)家的文獻(xiàn)中都可以發(fā)現(xiàn)，從獲得普遍認(rèn)同的角度看，人工影響天氣進(jìn)入到現(xiàn)代科學(xué)試驗(yàn)的時(shí)間始于1946年（圖1）。當(dāng)時(shí)，在歐文·朗謬爾（Irving Langmuir）的指導(dǎo)下，美國(guó)通用電氣研究實(shí)驗(yàn)室（General Electric Research Laboratory）啟動(dòng)了一項(xiàng)關(guān)于防止飛機(jī)積冰的研究項(xiàng)目。實(shí)驗(yàn)室的員工文森特·約瑟夫·謝弗（Vincent Joseph Schaefer）在一次試驗(yàn)中將干冰（固態(tài)二氧化碳CO）放入一個(gè)內(nèi)含0 ℃以下云滴（過冷水）的冰柜后，導(dǎo)致了大量冰晶（ice crystals）形成。隨后又試驗(yàn)了幾種物質(zhì)，發(fā)現(xiàn)只有在加入干冰后，才出現(xiàn)形成冰晶的效果，且冰柜內(nèi)部的溫度不能低于-23 ℃。謝弗這一發(fā)現(xiàn)后不久，他的同事伯納德·馮內(nèi)古特（Bernard Vonnegut）開始系統(tǒng)地尋找與干冰晶體結(jié)構(gòu)相似的元素，以便有更多可供選擇的人造冰核物質(zhì)。最終尋找到了三種可能的潛在物質(zhì)，分別為碘化鉛（lead iodide）、銻（antimony）和碘化銀（silver iodide）。然而，將這些物質(zhì)的粉末簡(jiǎn)單地播撒到冰室后并沒有取得顯著效果，馮內(nèi)古特決定將這些物質(zhì)汽化，其中碘化銀顆粒汽化后產(chǎn)生的煙霧取得了成功，在冰柜中生成了許多冰晶，類似于干冰的效果。

圖1 文森特·謝弗重現(xiàn)1946年的偶然發(fā)現(xiàn)，歐文·朗繆爾（左）和伯納德·馮內(nèi)古特（右）在觀看

實(shí)際上，從試驗(yàn)探索與理論構(gòu)建角度，20世紀(jì)30年代，瑞典氣象學(xué)家托爾·貝吉龍（Tor Bergeron）、德國(guó)氣象學(xué)家沃爾特·芬迪森（Walter Findeisen）和德國(guó)地球物理學(xué)家和氣象學(xué)家阿弗萊德·韋格納（Alfred Wegener）先后通過試驗(yàn)就提出了云中降水形成的機(jī)制，被稱為Wegener-Bergeron-Findeisen（韋格納－貝吉龍－芬迪森）效應(yīng)，描述了在超冷云中冰晶伴隨水汽擴(kuò)散成核，可以增長(zhǎng)為雪粒的機(jī)制?；陧f格納－貝吉龍－芬迪森效應(yīng)，馮內(nèi)古特假設(shè)，如果在過冷云中加入碘化銀或干冰，會(huì)促使冰晶成核，在過飽和水汽中增長(zhǎng)，最終導(dǎo)致在這些云層中觸發(fā)降水。

1946年11月13日，謝弗啟動(dòng)了真實(shí)試驗(yàn)，在超冷云層中測(cè)試他的結(jié)果，從一架飛過紐約斯克內(nèi)克塔迪附近的過冷層云的飛機(jī)上釋放了大約1.4 kg的干冰。類似于他在冷箱中的試驗(yàn)，云滴轉(zhuǎn)化為冰晶，并增長(zhǎng)形成雪幡降落。這一歷史性的試驗(yàn)結(jié)果，使人工造雨（雪）的設(shè)想和研究開始向?qū)嶋H應(yīng)用轉(zhuǎn)向，進(jìn)入到全新階段。

1947年開始，朗謬爾與謝弗作為技術(shù)顧問參與了美國(guó)軍方支持的卷云（Cirrus）計(jì)劃，通過在云中播撒催化劑的方式影響降雨。他們對(duì)不同類型的云進(jìn)行了大量的播撒試驗(yàn)，包括積云、卷云、超冷層云，甚至颶風(fēng)云系。卷云項(xiàng)目的結(jié)果并沒有得到廣泛認(rèn)可，如在1949年12月—1951年7月為期7天的周期播種試驗(yàn)，通過分析確實(shí)顯示了顯著的7天周期過程，朗謬爾因此得出結(jié)論，是由于播撒觸發(fā)的降雨結(jié)果。但有科學(xué)家提出異議，認(rèn)為通過分析1899—1951年期間的降雨量和其他氣象參數(shù)，也能發(fā)現(xiàn)7天的周期性，因此，所發(fā)生的降雨周期應(yīng)是正常的自然變化結(jié)果。1947年10月10日，朗繆爾和他的同事還通過播散約102 kg的干冰試圖改變颶風(fēng)的運(yùn)行軌跡，結(jié)果颶風(fēng)的移動(dòng)路徑確實(shí)從向東北方移動(dòng)轉(zhuǎn)為偏西方向，影響到喬治亞州的沿岸。盡管沒有充分證據(jù)表明這一改變就是播撒的結(jié)果，但通用電氣公司（General Electric Corporation）成為了數(shù)百起損害索賠訴訟指向的目標(biāo)。

此后世界許多國(guó)家先后開展了多項(xiàng)人工增雨試驗(yàn)，并逐步啟動(dòng)了實(shí)際作業(yè)，其基本原理和方法大都以1946年的成功試驗(yàn)為基礎(chǔ)和參照。

2 利益沖突與法律公約

從開展人工影響天氣的初衷而言，應(yīng)是人類在應(yīng)對(duì)天氣氣候變化過程中主動(dòng)作為，趨利避害，造福人類自身。但在實(shí)際操作過程中，又難免會(huì)產(chǎn)生不同群體的利益沖突，需要通過法律或公約來約束。利益沖突會(huì)來自兩個(gè)方面，一是在人工影響天氣作業(yè)設(shè)計(jì)和運(yùn)作過程中，會(huì)引發(fā)對(duì)不同區(qū)域產(chǎn)生影響的利益沖突，如在天氣系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的上游作業(yè)，需考慮對(duì)下游或其他區(qū)域造成的影響；二是若國(guó)家之間處于敵對(duì)或戰(zhàn)爭(zhēng)狀態(tài)，可能通過人工影響天氣的方式對(duì)對(duì)方環(huán)境進(jìn)行干擾，引發(fā)有利于己方的效果。

對(duì)于第一種情況，前面提到的美國(guó)人查爾斯因開展人工造雨引發(fā)洪水災(zāi)難可算是一個(gè)典型案例，雖然法院最終判決為自然災(zāi)害，了結(jié)了此案，但仍可作為一種警示，干預(yù)自然可能產(chǎn)生負(fù)面影響和利益沖突。在中國(guó)也有一個(gè)被廣泛報(bào)道的案例，即2004年發(fā)生在河南的“五地市爭(zhēng)搶一片云”事件。2004年7月9日，有云系生成后從南陽上空向東北方向移動(dòng)，久旱無雨的平頂山、駐馬店、漯河、許昌、周口五地市競(jìng)相實(shí)施人工增雨作業(yè)，從結(jié)果看，降雨量最多的是平頂山和許昌，平均降雨超過100 mm，周口市最少，僅為27 mm。引發(fā)了周口市相關(guān)人員的抱怨，認(rèn)為有的地方不講規(guī)矩，暴雨成災(zāi)后仍在狂轟濫炸。還有一個(gè)案例也發(fā)生在河南，2007 年5月30日，鄭州正值麥?zhǔn)占竟?jié)，一場(chǎng)持續(xù)兩天的大雨降臨，造成孫貴生等幾個(gè)農(nóng)戶所種的70余畝小麥澆淋后伏倒在地。孫貴生事后得知是氣象部門開展了人工增雨作業(yè)，便提出申訴，表示不要求氣象部門賠償，但希望下次人工增雨時(shí)應(yīng)事先在報(bào)刊或電視上預(yù)告，這次若事先知情，可以在降雨前抓緊麥?zhǔn)铡１M管從專業(yè)視角對(duì)這類爭(zhēng)議尚有不同看法，也存在爭(zhēng)議，但仍反映出人工影響天氣作業(yè)可能造成的潛在利益矛盾，且若發(fā)生在不同區(qū)域或國(guó)家之間，協(xié)調(diào)、溝通解決的難度會(huì)更大。2009年初，我國(guó)北方因干旱開展了大規(guī)模人工增雨作業(yè)，就曾引起日本科學(xué)家的擔(dān)憂，認(rèn)為這樣大規(guī)模播撒作業(yè)會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響。隨著人影技術(shù)的發(fā)展和作業(yè)量的增加，法律、制度、政策、機(jī)制層面的問題會(huì)隨之增多，會(huì)涉及到環(huán)境、效果、利益、安全等諸多方面，需要引起關(guān)注并加快研究解決方案和處理途徑。

2002年，中華人民共和國(guó)通過了《人工影響天氣管理?xiàng)l例》，其中第14條規(guī)定“需要跨省、自治區(qū)、直轄市實(shí)施人工影響天氣作業(yè)的，由有關(guān)省、自治區(qū)、直轄市人民政府協(xié)商確定；協(xié)商不成的，由國(guó)務(wù)院氣象主管機(jī)構(gòu)商有關(guān)省、自治區(qū)、直轄市人民政府確定?！逼渲邪岛瞬煌》菀蛉擞白鳂I(yè)產(chǎn)生利益沖突時(shí)的處理原則，是一個(gè)有預(yù)見性的措施，但從執(zhí)行層面看，還不夠細(xì)致和具體。

關(guān)于第二種情況，目前有明確記載的事件是中越戰(zhàn)爭(zhēng)期間美軍啟動(dòng)的“大力水手行動(dòng)”計(jì)劃，在當(dāng)時(shí)是一個(gè)高度機(jī)密的行動(dòng)方案，于1967年3月—1972年7月在東南亞實(shí)施，目的是在越南戰(zhàn)爭(zhēng)中，通過人工影響天氣方式延長(zhǎng)季風(fēng)季節(jié)降雨周期，重點(diǎn)是針對(duì)胡志明小道一帶北越軍隊(duì)控制的補(bǔ)給線。該計(jì)劃的具體目標(biāo)是在精心選擇的地區(qū)充分增加降雨量，達(dá)到軟化路面、引山體塌方、增加河水流量、維持土壤飽和狀態(tài)的效果，以阻止敵方對(duì)道路的便利使用。這項(xiàng)行動(dòng)持續(xù)了五年，在每年的雨季（3—11月）實(shí)施，動(dòng)用了五架飛機(jī)，其中三架WC-130A（圖2），兩架RF-4C，所用的材料是碘化銀和碘化鉛。這項(xiàng)行動(dòng)每年的費(fèi)用約為360萬美元。

圖2 WC-130A——“大力水手行動(dòng)”計(jì)劃期間使用的飛機(jī)

1974年，軍方就“大力水手行動(dòng)”計(jì)劃在美國(guó)參議院聽證會(huì)上做了說明，認(rèn)為雖然這一行動(dòng)在所設(shè)定的區(qū)域?qū)Φ缆窢顩r產(chǎn)生的影響有限，且無法核實(shí)，但仍肯定其作用，對(duì)封鎖對(duì)方行動(dòng)做出了貢獻(xiàn)，且費(fèi)用相對(duì)較低。

在“大力水手行動(dòng)”計(jì)劃實(shí)施之后，利用人工影響天氣技術(shù)采取敵對(duì)行動(dòng)問題被提上了國(guó)際議程。1972年，美國(guó)停止了在東南亞地區(qū)實(shí)施的人工影響天氣行動(dòng)。1973年，美國(guó)參議院通過了一項(xiàng)決議，呼吁達(dá)成一項(xiàng)禁止將人工影響天氣用于軍事目的的國(guó)際協(xié)議。1974年7月美國(guó)政府開始與前蘇聯(lián)進(jìn)行雙邊會(huì)談，一年后兩國(guó)達(dá)成了協(xié)議。該協(xié)議于1976年12月10日被聯(lián)合國(guó)大會(huì)接受，即聯(lián)合國(guó)《關(guān)于禁止為軍事或任何敵對(duì)目的使用改變環(huán)境技術(shù)公約》（Convention on the Prohibition of Military or Any Other Hostile Use of Environmental Modification Techniques），并于1978年10月5日經(jīng)多國(guó)簽署后生效。該公約明確提出：“各締約國(guó)保證不在任何軍事或其他敵對(duì)行動(dòng)中使用具有廣泛、持久或嚴(yán)重影響的環(huán)境改變技術(shù)，作為破壞、損害或傷害任何其他締約國(guó)的手段。”根據(jù)公約，環(huán)境改造技術(shù)是指任何通過刻意操縱改變地球（包括生物圈、巖石圈、水圈和大氣層或外層空間）自然過程的技術(shù)，包括動(dòng)力過程、組成成分或地球的結(jié)構(gòu)。我國(guó)于2005年6月8日正式加入了該條約，這也會(huì)涉及到相關(guān)法律文件條款的修訂。

這一公約能在“冷戰(zhàn)”時(shí)期獲得通過和簽署，實(shí)屬不易，反映出人們對(duì)和平利用自然資源和發(fā)展相關(guān)技術(shù)的意愿，原則上為解決上文提到的第二類問題提供了基本依據(jù)，使人工影響天氣技術(shù)的探索和應(yīng)用可以在這一框架下通過對(duì)自然過程合理干預(yù)的方式造福于人類。

3 科學(xué)方法與效果評(píng)估

美國(guó)通用電氣實(shí)驗(yàn)室的朗繆爾、謝弗和馮內(nèi)古特等人首次成功開展的試驗(yàn)不僅對(duì)人工影響天氣發(fā)展產(chǎn)生了巨大影響，推進(jìn)了在氣象外場(chǎng)試驗(yàn)、云物理過程、風(fēng)暴動(dòng)力學(xué)等領(lǐng)域的科技進(jìn)展。從實(shí)際飛機(jī)播撒試驗(yàn)中，確實(shí)可以發(fā)現(xiàn)云系出現(xiàn)顯著變化的效果，通過拍照所看到的場(chǎng)景令人印象深刻（圖3）。世界各國(guó)相繼開展了許多持續(xù)多年的大型試驗(yàn)計(jì)劃，希望能在人工影響天氣領(lǐng)域有所突破，也確實(shí)取得了許多寶貴的成果和經(jīng)驗(yàn)，但與預(yù)期相比，并沒有達(dá)到理想的確定性效果。人工影響天氣的科研、試驗(yàn)、業(yè)務(wù)發(fā)展至今一直是在不斷實(shí)踐、檢驗(yàn)、爭(zhēng)議中探索前行。

圖3 播種結(jié)束后24分鐘，在過冷云層中播撒干冰后飛機(jī)軌道附近云系變化照片

截止到2016年，全球已有50多個(gè)國(guó)家在實(shí)施開展人工影響天氣業(yè)務(wù)計(jì)劃，包括驅(qū)霧、增雨（雪）、消雹等。但與此相伴隨，對(duì)實(shí)際效果的質(zhì)疑聲也從未中斷，并不是對(duì)其科學(xué)原理不認(rèn)同，而是懷疑這種作業(yè)的增雨實(shí)效。試驗(yàn)可以在局部云區(qū)開展并產(chǎn)生效果，但能否產(chǎn)生可以改變自然狀態(tài)的顯著性降水量，則還缺少足夠的證據(jù)。大自然的降雨過程是通過大量的水汽存在和產(chǎn)生上升運(yùn)動(dòng)的大氣動(dòng)力機(jī)制，加上生成雨滴的微物理過程，這一復(fù)雜的動(dòng)力熱力作用最終促成了有效降雨，而不僅是解決云中已有的水汽降落問題，其時(shí)空尺度與所需要的能量都遠(yuǎn)非人類局部干預(yù)所能相比。伴隨人工影響天氣的試驗(yàn)和業(yè)務(wù)的發(fā)展，在實(shí)際檢驗(yàn)評(píng)估和得到權(quán)威確認(rèn)問題上一直難以取得一致性意見。

1951年，在美國(guó)國(guó)會(huì)就人工影響天氣引發(fā)的爭(zhēng)議舉行的聽證會(huì)上，卡耐基科學(xué)研究所的Vannevar Bush博士作證說：“我已經(jīng)確信在某些條件下造雨是可能的，我們正站在一個(gè)極其重要的問題的門檻上，因?yàn)槿祟愐呀?jīng)首次開始可以影響他所賴以生存的天氣?！?0世紀(jì)70年代末，美國(guó)商務(wù)部的人工影響天氣咨詢委員會(huì)報(bào)告也表示，一種可以增強(qiáng)雨雪并減弱不利天氣影響的實(shí)用技術(shù)在科學(xué)上是可能的，已進(jìn)入到我們的視線之內(nèi)。從這些表態(tài)中可以看到對(duì)前景的樂觀情緒。

但與之相反，美國(guó)國(guó)家研究委員會(huì)2004年給出的報(bào)告中指出：“目前人工影響天氣作業(yè)仍缺乏令人信服的科學(xué)證據(jù)。這并不是對(duì)人工影響天氣的科學(xué)概念表示懷疑，而是說明我們對(duì)大氣中的變化過程仍然沒有充分的認(rèn)識(shí)和理解，因此也就拿不出可預(yù)報(bào)、可探測(cè)和可證實(shí)的結(jié)論來?！笔澜鐨庀蠼M織（WMO）對(duì)人工影響天氣問題發(fā)表過多次評(píng)述或聲明，總體而言較為謹(jǐn)慎。如1986年3月在日內(nèi)瓦召開的世界氣象組織執(zhí)委會(huì)第三十七次會(huì)議通過的聲明指出：“科學(xué)界認(rèn)為過去大多數(shù)人工影響天氣試驗(yàn)是非結(jié)論性的，目前對(duì)人工影響天氣試驗(yàn)的詳細(xì)評(píng)價(jià)包括云降水物的測(cè)量及其統(tǒng)計(jì)分析也是很勉強(qiáng)的。除了人工消散過冷霧外，其他任何人工影響天氣都處子試驗(yàn)研究階段，根據(jù)需要來進(jìn)行人工增雨或有效地抑制冰雹仍是遙遠(yuǎn)的目標(biāo)?！?2001年6月，世界氣象組織執(zhí)委會(huì)通過的關(guān)于人工影響天氣現(xiàn)狀的聲明中指出：“實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)確實(shí)可以改變運(yùn)動(dòng)微結(jié)構(gòu)，這一點(diǎn)在數(shù)值模式中得到了模擬，并且通過在霧、層狀云和積云等自然系統(tǒng)中的物理觀測(cè)得到了驗(yàn)證。但是直接證明人工方式能顯著地影響降水、冰雹、閃電和風(fēng)的物理證據(jù)是十分有限的。”從這些聲明表態(tài)中可以看出與氣象學(xué)界一些科學(xué)家持有的樂觀看法有相當(dāng)差距。

在實(shí)際開展的大量試驗(yàn)項(xiàng)目過程中，也可以看到這種爭(zhēng)議的存在。如從1961—1983年，美國(guó)國(guó)家颶風(fēng)實(shí)驗(yàn)研究所（NHRL）開展了持續(xù)二十多年的“狂飆計(jì)劃（STORMFURY）”，試圖通過播撒碘化銀導(dǎo)致熱帶風(fēng)暴中的過冷水凍結(jié)，破壞其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在大西洋進(jìn)行了數(shù)次對(duì)颶風(fēng)的播撒試驗(yàn)。1961年9月16日，NHRP在颶風(fēng)埃斯特（Esther）中進(jìn)行播撒試驗(yàn)，八個(gè)圓柱體的碘化銀被投進(jìn)了埃絲特的眼壁，記錄下的風(fēng)速確實(shí)減弱了10%，第二天又進(jìn)行了多次飛行播撒，但沒有將碘化銀投入颶風(fēng)眼壁，記錄上也沒有發(fā)現(xiàn)風(fēng)速降低。這兩天的對(duì)比試驗(yàn)被認(rèn)為是成功的，并導(dǎo)致了STORMFURY項(xiàng)目于1962年正式確立（圖4），由美國(guó)商務(wù)部和海軍聯(lián)合實(shí)施。按照計(jì)劃，開展了多年試驗(yàn)，取得了不少次與試驗(yàn)預(yù)期相一致的效果。1969年8月18日和20日，13 架飛機(jī)對(duì)颶風(fēng)黛比進(jìn)行了播撒，取得了風(fēng)速分別下降了31%和18%的效果，變化與預(yù)期一致，令人鼓舞。該項(xiàng)目還曾設(shè)想過到西太平洋開展試驗(yàn)，由于未得到中國(guó)的認(rèn)同而放棄。盡管有不少成功的案例，但隨著對(duì)大量颶風(fēng)的系統(tǒng)分析，觀察到這種眼壁變化在非播撒的颶風(fēng)中也很常見，難以確定其發(fā)生變化的原因，這導(dǎo)致了對(duì)STORMFURY計(jì)劃最初假設(shè)的懷疑。此外，通過其他觀測(cè)也發(fā)現(xiàn)熱帶風(fēng)暴中幾乎沒有過冷水的存在，也與播撒效果的假定不符。盡管通過該項(xiàng)目的執(zhí)行，積累了大量實(shí)際觀測(cè)資料，有效地推動(dòng)了颶風(fēng)研究工作，但由于推動(dòng)其立項(xiàng)的假設(shè)無法證實(shí)，STORMFURY計(jì)劃于1983年被終止。

圖4 1966年STORMFURY項(xiàng)目機(jī)組人員合影

類似于STORMFURY計(jì)劃，開始獲得成功，取得效果，后又被質(zhì)疑的情況并非個(gè)案，美國(guó)科學(xué)基金會(huì)支持的著名科羅拉多州地形云增雨試驗(yàn)（CLIMAX-I和CLIMAX-II）開展于1960—1970年，持續(xù)了十年，被認(rèn)為是少數(shù)在統(tǒng)計(jì)意義上通過了顯著性檢驗(yàn)，并具有物理可解釋性的試驗(yàn)，其增雨（雪）的效果可以達(dá)到15%或更高。但隨著更多的資料公開及開展進(jìn)一步分析后，質(zhì)疑聲或否定的意見也隨之而來，這也說明了人工影響天氣和評(píng)估檢驗(yàn)技術(shù)本身存在的復(fù)雜性和不確定性。1982年科爾（Kerr）在

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雜志發(fā)表了一篇綜述性文章，簡(jiǎn)要評(píng)述了20世紀(jì)70 年代末—80年代初開展的一些重要人工增雨項(xiàng)目所發(fā)表的研究成果，指出了其中一些問題和應(yīng)吸取的教訓(xùn)，產(chǎn)生了較大影響?；蛟S與這些質(zhì)疑聲有關(guān)，美國(guó)在人工影響天氣領(lǐng)域提供的經(jīng)費(fèi)支持在20世紀(jì)70年代達(dá)到1900萬美元的較高水平后，到80年代后出現(xiàn)了明顯萎縮（圖5）。

圖5 美國(guó)政府對(duì)人工影響天氣資助上世紀(jì)末變化

直到2003年美國(guó)國(guó)家研究委員會(huì)（National Research Council）提交給了一份報(bào)告，認(rèn)為“技術(shù)的進(jìn)步在評(píng)估云播撒方面具有潛在價(jià)值，指出處理大氣復(fù)雜過程的計(jì)算能力已有了顯著進(jìn)步，觀測(cè)技術(shù)也有了明顯提升，但這些變化沒能以持續(xù)的方式應(yīng)用于人工影響天氣。若想在這一領(lǐng)域取得進(jìn)展，取決于對(duì)云、降水和更大尺度大氣過程基本認(rèn)識(shí)的提高。如能持續(xù)利用技術(shù)上已取得的進(jìn)步，探索存在的懸而未決的問題，有可能取得進(jìn)展?！边@份報(bào)告促成美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)恢復(fù)了對(duì)云播撒評(píng)估試驗(yàn)的資助，如2005、2006年冬季—2013、2014 年冬季實(shí)施了懷俄明人工影響天氣飛行計(jì)劃（WWMPP），在具有較大增雨潛力的懷俄明州中南部的馬德雷山脈和梅迪辛博山脈開展了試驗(yàn)，取得了平均增加降水5%～15%的評(píng)估結(jié)果。

美國(guó)對(duì)人工影響天氣的研究在20世紀(jì)末至21世紀(jì)初出現(xiàn)了近二十年的低谷，但包括澳大利亞、印度、以色列、南非、泰國(guó)和中國(guó)等國(guó)的研究試驗(yàn)仍在持續(xù)，并取得了增雨效果10%～30%的評(píng)估結(jié)果。如以色列于1961—1967 年和1969—1975 年進(jìn)行的兩期飛機(jī)人工增雨隨機(jī)試驗(yàn)取得平均增雨效果約10%～15%，在國(guó)際上很具影響；我國(guó)于1975—1986年在福建省古田水庫(kù)開展了為期十二年的地面人工增雨隨機(jī)作業(yè)和效果檢驗(yàn)，取得了平均增雨20%左右的效果。這些成果，一方面通過了按一定科學(xué)規(guī)范設(shè)定的方法檢驗(yàn)，另一方面考慮到檢驗(yàn)方法的多樣性，作業(yè)區(qū)域和具體操作方式的差異性，及大氣運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜性，仍會(huì)有人根據(jù)自己的方法和理解提出不同看法和質(zhì)疑，在目前氣象科技進(jìn)展的條件下，預(yù)計(jì)這種爭(zhēng)議將會(huì)持續(xù)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。

4 幾點(diǎn)歸納

在科學(xué)試驗(yàn)中取得成果與在實(shí)際作業(yè)中能產(chǎn)生效益有很大差別，不能因在試驗(yàn)原理上取得成功而急于大范圍推廣。對(duì)于目前仍在不斷提出的新方法，要特別注意這一點(diǎn)。如2011年《自然－通訊》發(fā)表文章，介紹了瑞士科學(xué)家開發(fā)的激光輔助冷凝方法控制降雨的技術(shù)，引起較廣泛關(guān)注，也有人開始進(jìn)行業(yè)務(wù)作業(yè)試驗(yàn)，并提出工程化。類似的新技術(shù)、新方法還不少，會(huì)不斷出現(xiàn)，在鼓勵(lì)創(chuàng)新的同時(shí)，一定要遵循客觀規(guī)律，在科學(xué)探索的進(jìn)程中循序漸進(jìn)，不能輕言跨越。

人工影響天氣既是科學(xué)問題，也是一個(gè)系統(tǒng)工程，涉及面較廣，特別是當(dāng)利益、環(huán)境、責(zé)任等問題出現(xiàn)時(shí)，需要通過制定各方都能接受的法規(guī)、政策、標(biāo)準(zhǔn)等方式來解決，甚至需要通過簽署國(guó)際公約來約束，這是在發(fā)展人影科學(xué)與業(yè)務(wù)的同時(shí)需要謹(jǐn)慎考慮的。

效果評(píng)估檢驗(yàn)是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，也具有高度的不確定性和復(fù)雜性。目前被科技界普遍認(rèn)可和采納的三種方式，即統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)、物理檢驗(yàn)和數(shù)值模擬檢驗(yàn)，各有其優(yōu)點(diǎn)和難度，需要綜合設(shè)計(jì)和應(yīng)用，也需要相應(yīng)的技術(shù)提升。統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)方法需要的投入大，周期長(zhǎng)，物理檢驗(yàn)需要與先進(jìn)的探測(cè)技術(shù)相結(jié)合，數(shù)值檢驗(yàn)也需要探測(cè)技術(shù)與模式能力相結(jié)合的支持。隨著人工影響天氣科研與業(yè)務(wù)的持續(xù)發(fā)展，這是一個(gè)必須同時(shí)考慮和解決的問題。

在人工影響天氣領(lǐng)域耕耘的科學(xué)家們?nèi)悦媾R嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，有許多問題尚未得到解決，還有漫長(zhǎng)的路要走。這不僅是要解決控制、影響天氣的問題，而是對(duì)大自然變化的復(fù)雜過程進(jìn)行科學(xué)探索，盡管在短期內(nèi)還無法完全實(shí)現(xiàn)改變天氣的意愿，但通過各種試驗(yàn)、分析、對(duì)比，對(duì)深入了解大氣運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律顯然是有益的，值得長(zhǎng)期支持和投入。

中國(guó)目前已成為在人工影響天氣領(lǐng)域發(fā)展規(guī)模最大的國(guó)家，從機(jī)構(gòu)組織設(shè)立、業(yè)務(wù)覆蓋范圍、政策規(guī)劃制定、法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)、資金項(xiàng)目投入等方面都是其他任何國(guó)家難以相比的。但與此同時(shí)，投入與風(fēng)險(xiǎn)、成本與效益、業(yè)務(wù)運(yùn)行與科技支撐等也成為無法回避的問題，需要在發(fā)展建設(shè)的同時(shí)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，綜合平衡，持續(xù)著力解決難點(diǎn)問題，提升科技支撐水平。