人们能够“呼风唤雨”吗？ _小知识

呼风唤雨，这是人类历来的梦想，但要把这个梦想变为现实，还必须依靠科学。大气科学是研究大气中发生的各种自然现象和循环的学科,它也是实现人类呼风唤雨梦想的科学基础。

大气水循环是地面和大气中水物质的循环过程，它是地面清洁水的主要来源，也是驱动大气中各种运动所需能量的主要来源之一。大气水循环整体说来并不复杂，它包括蒸发过程、成云过程和成雨过程。
更详细地说，地表水是液态或固态的，它们通过蒸发过程变为气态的水汽，这就是蒸发过程，是水的第一次相变。水汽在大气中随气流运动，但在再一次相变之前它是不可能回到地面的。水汽要回到地面，必须再经过一次相变，如凝结或凝华，从气态又变成液态或固态的云滴，这就是成云过程。水汽经过第二次相变就具备回到地面的条件，但它不一定就能回到地面，因为云滴太小太轻，它飘浮在大气中掉不下来，在某些条件下它还会再一次蒸发又回到气态。为了要使云滴回到地面，它必须长大到一定大小，这一使许多小云滴合并成大的雨滴的过程就是成雨过程。自然云中云滴可以通过凝结过程或碰并过程使云滴长大，当它长大到一定尺度就可以成为降水，战胜引力掉到地面，例如直径大于200微米云滴就有可能掉到地面成为毛毛雨，直径大于500微米就会形成雨滴或各种固态降水物。

形成降雨的条件
从上面关于水循环过程的讨论中我们必需注意两个关键问题:一是相变; 二是其中的能量需求。
前面已经提到大气水循环中包含了2次相变过程，这是由于地表水和大气中水汽的相态是不同的，水循环过程是通过第一次相变把地表水变成气态的，再经过第二次相变过程又变成液态或固态，这才能回到地面。这一点是很重要的，因为大气中的水汽，如果它没有机会经过第二次相变过程变成液态或固态的水，它们是回不到地面的，也就是说，虽然水汽很多，但它们没有机会发生相变，那么它们就不可能形成降水。
因此只有那些有机会发生相变的水汽才会对降水有供献。从这个意义上来说，对某一地区某一时段而言，单纯水汽多少并不能决定会有多少降水，决定降水多少的是那些已经发生了第二次相变的水量，这才是降水的资源。
这些经过第二次相变后的凝结(凝华)水就构成了这一地区这一时段的最大可能降水量，这一个量很重要，它才是人工增雨潜力的基础。当然这个最大可能降水量并不能全都变成降水，因为不是所有的云粒子都会顺利长大，其中很多一部分会一直停留在空中，甚至又一次被蒸发掉。这就决定了成雨过程的效率，它反映某一地区某一时段中实际降水量与最大可能降水量之比。
第二个问题是能量，这也是我们在企图影响自然过程中必须考虑的。从上面的分析中可以看到，大气水循环的几个过程都涉及到很大的能量需求。我们必须考虑是否有能力提供这样的能量，来改变自然进程的发展？大自然的能量是十分巨大的，对此我们需要进行一些定量的估测。把每年全球人类使用的能源数作为一把尺子，把它作为1个单位（其具体数值约在1020焦尔的量级），来估测大气过程所涉及的能量。

人们能够“呼风唤雨”吗？

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