捕霧造云，向大氣要水

駱昌芹

地球上的水資源總量為13.86億立方千米，其中的96.500％集中在海洋里，只有3.499％是在陸地上。人類能夠用來飲用和灌溉的水是極少的。現(xiàn)在，全世界大約有60％以上的面積、共100多個(gè)國家和地區(qū)嚴(yán)重缺水，每年因水源不衛(wèi)生而生病的人數(shù)超過5億。

為了增加水資源，科學(xué)家強(qiáng)調(diào)要充分利用大氣這個(gè)天然“大水庫”。大氣中所含的水分看上去很少，僅占地球上水總量的0.001％。但事實(shí)上，在大氣參與下產(chǎn)生的水循環(huán)，帶動(dòng)的地球年降水總量，竟然是大氣所含水分量的40 倍。特別值得一提的是，地球表面約30％的地區(qū)被云和霧覆蓋。即使一塊不太大的積云，所含的水分也有10萬～100 萬升。可見，空中蘊(yùn)藏著十分可觀的水資源。人類進(jìn)入21世紀(jì)后，開始由傳統(tǒng)的向大地要水，擴(kuò)展到向大氣要水，以解決世界日趨嚴(yán)重的水危機(jī)。

巧妙捕霧取水

霧和云其實(shí)都是水，因此只要一遇上物體，構(gòu)成霧的小水滴便會(huì)吸附在物體表面。在高山地帶無雨的夜晚，仍然可以聽到從屋檐滴下的雨滴聲，或者看到水珠從樹枝上掉落，這些都是霧和云產(chǎn)生的水。

在干旱的山區(qū)，能否在山頂上沿著山脊掛起一張碩大無比的網(wǎng)，來采集接近地表的霧中之水呢？加拿大和智利的科技人員科學(xué)利用當(dāng)?shù)氐牡乩砦恢煤吞鞖馇闆r，運(yùn)用別具一格的捕霧技術(shù)，在智利北部的圣多佛山成功采集了這種水，為一個(gè)名叫丘恩貢果的干旱村莊的百戶人家解決了用水難題。

丘恩貢果背靠圣多佛山，地處阿塔卡馬沙漠，白天氣溫很高，年降水量只有400毫米，只夠沙漠中草木的生長。居民的主食和蔬菜要到8 0千米以外的市場購買，生活用水由外地開來的供水車運(yùn)送。由于用水緊缺，一大鐵桶水要用兩周，洗澡在當(dāng)?shù)厥且环N無法實(shí)現(xiàn)的奢望。

然而每天清晨，這里的人們總能看到籠罩在山頂上的大霧，可是在強(qiáng)烈陽光的照射下，一過中午，大霧就蒸發(fā)得無影無蹤，一滴雨也沒降下。形成這種有規(guī)律的大霧，一方面是由于從陸地上升的熱空氣碰上了來自太平洋的冷空氣，另一方面是由于海水受到來自南極寒流的秘魯海流（一支極強(qiáng)大的寒流，從南極向赤道方向流動(dòng)，與厄爾尼諾和拉尼娜現(xiàn)象的形成均有密切關(guān)系）的影響而溫度降低，促使空氣中的水汽變成了大霧。

為了捕霧，科學(xué)家在圣多佛山頂附近的山脊上打進(jìn)許多木樁，然后在木樁間掛起了像黑色幕布一樣的7 8張大網(wǎng)。這些網(wǎng)采用黑色平整的聚丙烯纖維特制而成，網(wǎng)眼極細(xì)，既耐熱又防水，還可以經(jīng)受風(fēng)速近30米/ 秒的陣風(fēng)。霧的水滴沾附在網(wǎng)上后，會(huì)沿著網(wǎng)眼落下，集中到塑料槽里，再沿著管道，經(jīng)過多次過濾，貯存在貯水罐里。水經(jīng)過殺菌后，可以供給丘恩貢果的居民飲用。

通過捕霧，這里平均每天能夠取水1萬余升，每戶可分得120升。在多霧的季節(jié)里，每天的采水量多達(dá)1 3萬升。

其實(shí)，不只是人類，動(dòng)物早就掌握了這種科學(xué)利用空中水資源的方法，蜘蛛就是其中的行家。以幽靈蛛為例，它所編織的網(wǎng)表面，就被一層吸水性極強(qiáng)的羧酸酯分子覆蓋，可以輕而易舉地捕捉到霧中的水滴。幽靈蛛則靠吸食附著在網(wǎng)上的水來補(bǔ)充水分。蜘蛛每天張開網(wǎng)的時(shí)間之所以總是在太陽出來之前、空氣濕度最高的時(shí)候，就是為了更好地捕霧。

人工造云降雨

下雨是怎么一回事？先讓我們來看一看雨滴是如何形成，并且落到地面上來的。

空氣在上升過程中逐漸冷卻，水汽遇冷便凝結(jié)形成了云。在溫度0℃以下的冷云中，有冰晶和過冷水滴，它們體積很小，統(tǒng)稱為云滴。雖然直徑只有幾個(gè)微米，濃度卻很大，在1立方米的空間，可以密集千萬個(gè)云滴。這種小而密集的云滴，在空氣中下降的速度極慢，能被空氣中的上升氣流托住，因此能夠懸浮于空中成為浮云。云中的冰晶和小水滴在凝結(jié)和碰撞的過程中合并，很快就變成了大雨滴。當(dāng)它們的重力超過了上升氣流的浮力時(shí)，就會(huì)下落成雨。

可見，下雨的關(guān)鍵在于冰晶或者小水滴?？墒怯行┰凭腿鄙偎鼈儯率菇邓芰^差，甚至無雨可降?，F(xiàn)在，科學(xué)家已經(jīng)找到了往云里撒布凝結(jié)核來產(chǎn)生冰晶，以及引進(jìn)小水滴或大的吸濕性核的方法，以達(dá)到產(chǎn)生和增大降水的目的。

科學(xué)家通過飛機(jī)把干冰和碘化銀等冷卻劑撒播到云中，驟然降低云的溫度，迫使細(xì)小的冰晶和水滴以極快的速度增多增大，直到上升氣流無法托住，繼而成功下降融化，形成降雨；也可以在云里撒放食鹽和氯化鈣等凝結(jié)核，由于這些物質(zhì)的吸濕性較強(qiáng)，能夠使云滴增大而成為雨滴落下；還可用土火箭或者土炮向云層轟擊，強(qiáng)大的轟擊波可以加快云滴之間的碰撞，合并成雨滴落到地面上。

人工降雨是在有云的條件下進(jìn)行的，但許多干旱地區(qū)經(jīng)常是萬里無云的晴空，為此，科學(xué)家又提出了人工造云降雨的新設(shè)想：在天氣晴朗的白天，用大功率的噴霧機(jī)向空中噴射一定高度的水霧，然后依靠上升氣流將水霧帶到更高處，5分鐘后在3000米的高空中形成積雨云。試驗(yàn)結(jié)果很令人鼓舞，每立方米的空氣只要0.5克水，便可以使空氣的溫度下降1℃，而且還能使空氣中原有的水汽凝結(jié)成微細(xì)的水滴，用這種方法向空中噴射1噸水，可以人工造云降水10萬噸，效益十分顯著。

科學(xué)家預(yù)言，人工造云降雨將成為未來增加水資源的重要途徑，具有廣闊的發(fā)展前景。