人们能够“呼风唤雨”吗?( 三 )


如何实现人工增雨
那么怎样向云中播撤大云滴呢?直观的想法就是直接播撤30~50微米的水滴 , 但其效率是很低的 。 目前人工增雨作业是针对云体条件 , 采用播撒适当数量的暖云催化剂或冷云催化剂 。

人们能够“呼风唤雨”吗?



对暖云 , 也就是温度高于零度的云 , 这种云全部是由液态水滴组成的 , 我们选用有一定尺度(直径为几微米)的吸湿性颗粒物作为暖云催化剂 , 让它们到云中迅速地吸收水气而形成大云滴 。 目前更多地是用氯化铵等无机盐甚至某些有机化合物 , 只要它们对水汽的吸收能力强 , 而且容于分散成小颗粒就可以考虑试用 。

另一种是混合云 , 这种云比较厚 , 其上部的温度是低于零度的 , 而下部高于零度 。 这种云在零度线以上常常会存在过冷水滴 。 这是在清洁大气中可能出现的一种不稳定现象 , 如果一有扰动 , 这些过冷的水滴马上就会结成冰 。 如果飞机进入这种过冷水的云区就会出现飞机结冰现象;在地面 , 若这种由过冷水滴形成的云雾碰到一些障碍物 , 如电线 , 就是很快地在电线上冻结造成电线结冰的现象 。 这些都是有害的自然现象 , 但也正是人工增雨要利用的 。 大气科学研究发现 , 在这种具有过冷水滴的云体中 , 若出现几个小的冰晶 , 那么小冰晶就会迅速长大 , 而那些过冷水滴就会很快地蒸发掉 , 把水汽集中到这些冰晶上去 , 这就是贝吉龙过程(BergeronProcess) 。 因此对于那些具有过冷水的云 , 可以通过播撒成冰核使它迅速形成一批小冰晶 , 这些小冰晶通过贝吉龙过程很快长大 , 到几十微米后就可以开始通过碰并过程形成迅速长大而成为雨滴 , 发生降水 。 目前用得最多的冷云催化剂就是碘化银 , 还包括一些与碘化银具有类似晶格结构的复合催化剂 。
这些就是当前人工增雨作业的基本思路 。 简而言之 , 人工增雨的基本思路是对于那些处于胶性稳定的云 , 它是因为缺少初始的大云滴 , 因此无法通过碰并过程形成有效的地面降水 , 这时我们就向云中播撒一些催化剂 , 促使形成一批大云滴 , 从而使云的成雨效率提高 , 增加地面的降水量 。 同样 , 对另外一些云体 , 由于它的大云滴的数量不足 , 也可以考虑补充一些大云滴 , 从而提高云体的成雨效率 , 增加地面降水量 。
当然 , 事情也可能走向反面 , 即云体原来的大云滴是合适的 , 成雨效率已经很高了 , 过多地加入大云滴会去争食那些有限的小云滴 , 可能反而使降水效率降低 , 甚至出现消雨的后果 。 由于这种改变云中大云滴浓度的工作并不消耗很多能量 , 因此是人类可以考虑采用的方法 。
前路依然曲折
那么这种做法确实是有效的吗? 回答这个问题是相当困难的 。 尽管上面提到的这些物理过程 , 如碰并过程、贝吉龙过程等 , 在物理学上都是正确的 , 我们可以用理论模式进行模拟 , 甚至在实验室中进行实验、测试 , 但要了解自然云中到底是什么情况 , 无论是国外还是国内 , 至今一直没有好的解决方案 。

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