降雨、防雹、引雷，哪些天氣人類還制服不了？

圖蟲創(chuàng)意

當(dāng)人類智慧與自然力量相遇會發(fā)生什么樣的變化，讓我們一同探索人工影響天氣的奧秘，見證科技如何溫柔地引導(dǎo)風(fēng)雨，為大地帶來前所未有的變化與可能。為避免或者減輕氣象災(zāi)害，人們合理利用氣候資源，通過科技手段在適當(dāng)條件下對局部大氣的物理、化學(xué)過程進(jìn)行人工影響，實(shí)現(xiàn)增雨雪、 防雹、消雨等目的。

那么在我們?nèi)粘Ｉ钪校畛Ｒ姷娜斯び绊懱鞖獾目萍际侄尉褪侨斯ぴ鲇?。在有利于降水的天氣條件下，采取人工干預(yù)的方法，在自然降雨之外再增加部分降雨的一種科學(xué)手段。人工增雨是很有意義的舉措，可以有效地進(jìn)行農(nóng)業(yè)抗旱，同時也合理開發(fā)和利用了空中云水資源。但并不是說，人工增雨是隨意的，它是需要具有一定條件的，云層中需要含有一定的水汽含量，且云層的厚度、高度等物理特性適合進(jìn)行人工增雨作業(yè)。適宜的風(fēng)向、風(fēng)速等氣象條件對于催化劑的擴(kuò)散和云滴的凝結(jié)至關(guān)重要。選擇合適的催化劑，如干冰、碘化銀等，并確定適當(dāng)?shù)牟ト隽亢筒ト龇绞?。那么碘化銀在其中起到什么作用呢？碘化銀就是人工影響天氣外場試驗(yàn)和業(yè)務(wù)作業(yè)中使用最廣泛的催化劑。碘化銀在人工降雨中用作冰核形成劑，它能夠促進(jìn)云中的水汽凝結(jié)成冰晶，從而引發(fā)降雨。此外，它還能防冰雹、霜凍、雪和風(fēng)暴等。

這個時候，相信很多人也很好奇，人工增雨是怎樣做到的吧？它的原理其實(shí)是根據(jù)空中云的性質(zhì)、高度、厚度、濃度、范圍等，向云體播散致冷劑、結(jié)晶劑、吸濕劑和水霧等，以增加云中冰晶濃度，彌補(bǔ)云中凝結(jié)核的不足，加強(qiáng)云中碰并活動，促使云滴增大，改變云滴的大小、分布和性質(zhì)，加速雨滴的生長過程，從而達(dá)到增加降水的目的。說到這里，那就不得不提到在人工影響天氣中必須要使用到的“硬科技”了，比如在人工降雨作業(yè)中需要“鎖定”合適的云，那就要用到現(xiàn)代化探測設(shè)備，一般包括天氣雷達(dá)、云雷達(dá)、微波輻射計等地基云降水特種觀測設(shè)備，探空儀、飛機(jī)云物理等空基觀測系統(tǒng)，地球靜止衛(wèi)星、極軌衛(wèi)星等天基觀測系統(tǒng)。其中人工影響天氣作業(yè)飛機(jī)多利用的是固定翼飛機(jī)平臺，加裝了監(jiān)測、催化、通信、集成等任務(wù)設(shè)備和系統(tǒng)，可攜帶不同類型的催化劑實(shí)現(xiàn)對冷暖云等不同類型云系的科學(xué)、精準(zhǔn)作業(yè)。按作業(yè)條件識別、催化、通信、集成系統(tǒng)等方面的能力，人工影響天氣作業(yè)飛機(jī)可分為高性能作業(yè)飛機(jī)和常規(guī)作業(yè)飛機(jī)，新舟60、空中國王350類作業(yè)飛機(jī)一般稱為高性能作業(yè)飛機(jī)，而類似運(yùn)-12類飛機(jī)稱為常規(guī)作業(yè)飛機(jī)。

那么人工防雹又是怎樣實(shí)現(xiàn)的呢？其實(shí)人工防雹是采用人工方法對一個地區(qū)可能產(chǎn)生冰雹的云層施加影響，使云中冰雹胚胎不能發(fā)展成冰雹，或者使小冰粒在變成冰雹前就降落到地面。人工防雹的常見方法主要有兩種，一是利用高射炮或火箭發(fā)射架向空中冰雹云中發(fā)射含有碘化銀的炮彈，產(chǎn)生過量的人工冰核，通過“爭食”云中的過冷水來達(dá)到防雹目的。二是飛機(jī)直接飛入云中，在云中適合的部位播撒碘化銀等催化劑，增加云中的冰晶，產(chǎn)生過量人工冰核。

在人工影響天氣中，人工引雷也較為常見，人工引發(fā)雷電是在適宜的雷暴條件下將雷電人為地引發(fā)到地面（廣泛采用的是火箭拖帶細(xì)金屬導(dǎo)線的方法）。雷電發(fā)生前，云層中的電場將會影響地面上的電場。所以根據(jù)地面上的電場強(qiáng)度，可以大概推斷云層中的電場強(qiáng)度，以確定“觸”雷時間。

說了這么多人工可影響的天氣，那么什么天氣不可影響呢？比如：臺風(fēng)（颶風(fēng)）、爆發(fā)性氣旋等大型風(fēng)暴，這些天氣系統(tǒng)涉及巨大的能量和復(fù)雜的動力過程，人類目前還無法直接制造或消滅它們，只能在一定程度上通過引導(dǎo)或削弱其強(qiáng)度來減輕其影響。再比如全球變暖、氣候變化趨勢等，這些是由多種因素共同作用的結(jié)果，包括自然因素和人類活動，人類目前還無法直接通過人工手段來逆轉(zhuǎn)或顯著改變這些自然因素導(dǎo)致的長期的氣候變化。還有極端高溫或低溫，這些天氣現(xiàn)象往往由大范圍的氣候系統(tǒng)決定，人類難以通過局部的人工干預(yù)來顯著改變。再有就是極端降水事件，雖然人工增雨可以在一定程度上增加降水量，但對于極端強(qiáng)降水事件，如暴雨、洪水等，人類還無法有效控制其發(fā)生和發(fā)展。

自然界的規(guī)律復(fù)雜而微妙，人工干預(yù)需謹(jǐn)慎而謙遜。在利用科技力量改善環(huán)境、緩解災(zāi)害的同時，我們應(yīng)更加尊重自然、順應(yīng)自然，努力實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧共處。

本文為科普中國·創(chuàng)作培育計劃扶持作品
作者：海月明工作室

審核：戴云偉 中國氣象局 高級工程師

出品：中國科協(xié)科普部

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