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天公可以作美

时间:2019-06-20    点击: 次    来源:网络    作者:佚名 - 小 + 大

天公可以作美


天公不作美。雷声轰轰,叫人心惊胆颤;漫天的大雾,令飞机、火车望

而却步,成了“睁眼盲人”;还存在那久晴无雨的日子,干旱把人畜急得到

处乱窜……忽然,几声炮响,久旱后的天空下起了小雨;一阵飞机马达声响

过,机场上的大雾消散……这是咋回事呢?原来这是在进行人工降雨、人工

消雾活动。人工影响天气,驱灾避灾的办法很多,比较成熟的有人工降雨、

人工消雾、人工消雹、人工避雷等方面。

(1)人工降雨:

人工降雨,就是指根据云和降水形成的机制,通过播撒一定数量的催化


剂,从而达到激发和增加降水的目的。

人工降雨的原理很容易理解。我们知道,云是由大量的小水滴构成的;

但这些小水滴并不一定凝结成冰晶,即使温度在 0℃以下也可能只是枉然。

但如果云中一旦存在冰晶,它就会吸收水滴蒸发的水分而迅速增长,进而形

成雪降落下来。雪下降时可能融化,导致降雨。

但是云有暖冷之分,因而对冷云和暖云实施催化降雨的方法是有区别

的。例如,在我国北方和冬季的云大多是冷云,它们由过冷却云滴(0℃以下)

和冰晶共同组成。此时要使云中产生更多的冰晶,由无雨转向有雨,或使雨

量增大,必须使云中冰晶增多。可以向云中撒干冰,使局部温度下降,或者

引入碘化银,使水汽分子在此冰核上凝结形成冰晶。至于暖云,则要设法使

云中水滴重力变大,破坏云的稳定状态。有三种方法,一是撒吸湿性物质(如

食盐,使水滴凝结增大,或者干脆从飞机上直接将水泼入云中,加速降雨的

产生;也有利用樟脑等表面活性物质,抑制蒸发作用产生降水的,等等。

根据统计表明,人工催化适宜增雨的云,可以使降水量增大 10%~30

%。有人因此估算,在一个平均降水量为 300 毫米的一万平方公里的面积上,

可以增加六亿立方米的水,这可是个不小的量。

人工降雨引入催化剂有几种方式,或用飞机在云顶或云中选好合适的位

置,直接播撒干冰、盐粉或碘化银焰弹;或者用气球把碘化银与火药红磷混

合物带入云中;或者干脆用高射炮和火箭把催化剂射入云中。此外,据说用

地面燃烧的办法,也可以把碘化银烟粒送到云中,但条件是这种云必须很低。

当然,人工降雨的问题也不少,关键是要判定是什么云和在云的什么部

位引入催化剂的效率最高。

(2)人工消雹:

人工消雹在两百多年前就有人开始尝试。消雹其实只起对雹“以大化小,

以小化了”的作用。具体地说,就是向云中施放碘化银或碘化铅等催化剂,

它们会使云中冰晶数目增多,冰晶形成雹胚时会消耗大量的过冷云滴,结果

使所有的雹胚都无法长得太大。雹块下降时有的会融化,这就形成了水滴,

或者缩小成小冰雹,于是消雹的目的就达到了。和人工降雨一样,也有使用

吸湿性物质消雹的,如食盐,它们会吸收云中的水分,使雹胚不致于膨胀得

太大,及时降落到地面。

消雹可以利用飞机、高射炮、火箭等。在雷达的监测下,利用高射炮、

火箭发射人工成冰剂,在我国与前苏联(现在以俄罗斯为主)比较常见。俄

罗斯有专用消雹火箭和专用雷达。此雷达能在 300 公里以内确定是否有冰

雹,并能确定雹区面积、移动速度、降雹强度,甚至可以算出冰雹的平均直

径来。我国也在 1980 年研制成了 JFJ—I 型降雨防雹火箭。

需要澄清的一点是,人工消雹也可以采用空中爆炸作业的方法。爆炸发

生后,由于冲击波的作用,大冰雹会粉碎,过冷却云却会直接冻结下降,于

是消雹的目的也就达到了。

(3)人工消雾:

雾给交通带来的损失是巨大的。飞机怕雾,有雾飞机无法起飞和降落;

在飞行中,无法看清目标,会发生撞山等可怕的事故。1948 年圣诞节,从武

汉到上海的飞机,因大面积降雾一天就出现了三次事故。轮船怕雾,海上浓

雾会使船只触礁失事;汽车怕雾,高速公路上汽车追尾事件的罪魁首常常就

是雾。机场上一有雾,飞机无法起飞,其直接损失是以每分钟多少万元来计


算的。1993 年 11 月中旬有两天,北京首都机场因雾取消航班 183 个,直接

损失 300 万元。有雾就要消雾,所以今天有了人工消雾的新鲜事。

和云一样,雾也有冷暖之分。在 0℃以下的冷雾,目前科学家已经有较

为成功的办法进行消除;而对于 0℃以上的暖雾,对付它的有效办法还没有

找到。

消冷雾的原理是瑞典气象学家 1933 年提出来的。他认为,在云雾中必须

有冰核存在,水汽才能以它为中心,结成冰晶降落下来。但是如果雾中没有

冰晶,可否用人工方法将冰晶引入雾中使之消散呢?当然可以办到,这就是

人工消冷雾。

实际上,第一次人工降雪的道理正好与此类似。那是 1946 年 11 月,美

国科学家谢弗乘一架小飞机,在层云上沿一条 4.8 公里的航线撒下了 1.36

公斤的干冰,使整个云层变成了白雪。干冰是二氧化碳在-78.5℃时凝结成的

固体,把它洒在云雾中,可使云雾的水汽温度降低到-40℃以下,并凝结成小

冰晶,最后形成雪花掉下来。雪花掉下来,等于说消雾工作获得了成功。

消冷雾的关键问题是要产生冰晶,但产生冰晶必须使温度达到-40℃以

下。一克干冰大约可以产生一万亿个小冰晶,另外如丙烷、液氮可以使云雾

气温下降到-70℃、-196℃,所以它们的消雾效果也不错。俄罗斯、我国消雾

工作就曾用过液氮。与此同时,让空气对流速度达到 1.5~2.0 马赫(声音传

播速度)时,据说温度也可以降到形成冰晶的程度。

人工消雾也有直接采用降雨方法的,如使用碘化银为代表的冰核就是这

样。碘化银的晶体和冰晶相似,这可以使水汽凝结在其上面。有一种方法是

燃烧,即用高温把碘化银烧成小的烟粒,使它在饱和的低空雾中长成小冰晶,

最后形成雨。我国气象科学研究院研制出高效的碘化银烟剂,每克碘化银可

以产生 1015 个冰核,是干冰的 14 倍。

实际上消雾时常常要在地面设置多个催化剂撒播点,在地面上数米高度

上施放催化剂,但这关系到风向和风速问题。国外的一些国家常布置多个撒

播点,根据具体情况自动调整位置。

致于消暖雾,科学家们还在努力探索。国外曾有机场采用加热焚烧的办

法驱雾,如巴黎奥利机场有一大群燃烧炉,在消雾时能自动点火,可耗油量

很大,而且效果不明显,所以并不十分可取。法国戴高乐机场还把喷气式飞

机派上了用场,在有大雾时,工作值班人员开动喷气发动机,利用高温喷气

来驱赶浓雾。另外,还有利用声磁波消雾的方法,但没有达到实用的程度。

(4)人工防雷:

防雷这种提法是否准确,有待于探讨。但人工防雷已有几百上千年的历

史了。

有人曾经指出,在我国古代建筑的各种楼阁上存在着避雷装置,这并非

不可信。可是避雷并不等于消雷;严格地说,它还没有达到满足人们真正防

雷的要求。

1749 年,美国科学家富兰克林用风筝作实验,揭示出了雷电的秘密。后

来,他把一个尖铁棒架在高物上,铁棒下面还接有一根接地的铁丝,从而形

成了世界上第一个“避雷针”。

“避雷针”实际上是在引雷和招雷,因为它在雷雨放电时,会使周围的

物体带电产生破坏作用。为此有人认为,1926 年美国彼卡订尼军火库的火

灾、1967 年埃尔赛贡多储油库的火灾,就是避雷针“引火烧身”产生的破坏


结果。

后来,人们发现了“避雷针”的症结所在,即单根避雷针不能容纳巨大

电荷的通过,要想有效地避雷,必须设置更多的通道。为此 20 世纪中期,美

国的“消雷公司”研究出了新型“消雷器”。此消雷器把避雷针的针尖数量

增多,并进行了合理排列,下面再用导线接上触地装置。在雷雨发生时,地

面电荷和雷雨云的电荷因异性相吸,开始相互流动。在此过程中,雷电中的

电场强度会受到削弱,雷击事件因此减少。

我国在 70 年代开始消雷技术研究,并且在云南、贵州、湖南、浙江、福

建、河北等地进行了一些试验,并取得了很大的成功。例如,昆明气象站在

太华山已建有一座 25 米高的“避雷针”建筑物,由于此地雷雨经常发生,且

能量很大,几乎每年都有雷击伤人的事件,1967 年到 1979 年就发生了五起

事故。1979 年后,自从该地安装了一座 6.5 米高的消雷器后,就再也没有发

生过雷击事故。我国在 80 年代末已研制出新型消雷器。

(5)人工防暴雨:

前面说过,人工能降雨、消雹,能否在多雨季节人工减少降雨呢!这的

确是个有意义的话题。应该说,这并非不可能。其实,不要说人工减少降雨,

连人工削弱台风、人工改变台风路线都可能实现呢!现在一些科学家们正在

努力进行各种尝试,争取把这些美好的愿望变成现实。

但是,人工消除暴雨还只是一个梦想,还没有哪个国家在这方面真正做

过成功的试验。可另一方面,人工却可以减少暴雨的直接冲刷力,进行人工

蓄水,变暴雨为资源,这却是的的确确能够做到的事。

对付暴雨,主要在于就地蓄水。据推算,一万平方公里的暴雨约有 10

亿立方米的雨水汇集到河流中,以洪水日行 100 公里进行估计,必须存在容

纳每秒超过一万立方米的流量才不致洪水泛滥。但实际情况是,我们根本达

不到这样的条件。如  1977 年 7 月 5 日~6 日,黄河中游经历的一次大暴雨,

在延水甘谷驿以上 5981 平方公里的流域上,最大洪峰达每秒 905 万立方米,

一天洪水量达 1.38 亿立方米,而且每立方米含泥量达 800 公斤。如此大的洪

水冲刷,造成飞机场被毁,纪念馆文物被冲走,人员失踪,就不足为怪了。

我们进行人工蓄水是有科学根据的。一般地,每一米厚的土层可以蓄积

100 毫米的水量;我国黄土高原的蓄水量更大。鱼鳞坑、水平沟、水平梯田

是蓄水的小型工程,采用植被结合,效果会更好。10 平方米的汇流面积内有

一个或多个容量近一立方米的鱼鳞坑,能够拦住 100 毫米的大暴雨。鱼鳞坑

挖掘简单,规模很小,它也有利于各种植物的成活。

挡住暴雨是一回事,还要建立各种山间水库和塘坎,以便于贮水。有人

统计,每 10 平方公里汇流区修一个山间水库,使总库容量达 100 万立方米,

便可以蓄住 100 毫米的雨水。如果有条件,还可以建立更大的流域性水库,

贮积更多的雨水。这些雨水干旱时可以抽取利用,平时也可以开库放水,甚

至发电,一举两得,何乐而不为呢。

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