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呼风唤雨不是梦 天气也可人来定

2004年06月04日 来源:北京青年报

呼风唤雨,一直是神话传说中神仙们的“专利”。随着科技的进步,人类好像偷窥了“天书”,逐渐掌握了呼风唤雨的“秘诀”,开始学着对天空“指手画脚”了。这不,进入夏季,一直干旱少雨的北京竟隔三岔五下了好些场大大小小的雨,这其中,就有不少是“人工制造”的“产品”。其实,为减轻各种自然天气对人类生活的影响,尤其是为了在2008年奥运期间“制造”出“好天儿”,在北京市科委的支持下,北京人工影响天气办公室已在人工消雾、增雨、防雹、消雨等方面展开了多年卓有成效的研究,如今,我们已开始享用它们中的一些成果。

■人工消雾:从大雾弥漫到阳光明媚

通常,气象学家把由悬浮于贴地层空中的微小水滴造成水平能见度小于1000米的天气现象称为雾。由于雾天能见度极差,使交通堵塞,车祸增加,航空港、海港、高速公路关闭,造成大量旅客滞留,影响到人们的正常工作和生活。据中国民航华北管理局提供资料,1994年11月17日至18日,大雾连续两天封锁首都机场,能见度仅为50~100m,影响起降飞机几百架次,滞留旅客10000多人,京、津、塘高速公路被迫关闭。大雾还多次造成多车连撞事故。

由于大雾不利于污染物扩散,不仅使城区环境质量下降,大雾形成的高湿和含碳污染物等环境使空气绝缘性能下降,致使高压线间发生污闪而短路,造成输电线路大范围故障。1990年2月10日至21日,一次大雾导致华北电网发生大面积污闪事故,京、津、塘51条输电线路发生故障,北京市有2000家企业大户曾限电停产两天,造成巨大损失。为了最大程度消除大雾对人类活动的影响,气象专家想出各种“消雾”的方法。对气温高于0℃暖雾,常采用加热法或利用直升机或喷气发动机搅动气流以减少雾滴的浓度;此外,还可播撒氯化钙、盐粉、尿素等吸湿剂使雾滴形成大滴而下沉。对于低于0℃的冷雾,则可采用喷洒液态二氮化碳、丙烷、液氮等制冷剂产生冰晶或引入人工冰晶碘化银使雾中水汽冻结,让雾变成“雪”下落,以达到消雾目的。在市科委、市政管委、中国气象局等单位支持下,北京市人工影响天气办公室曾成功地进行了“液氮消冷雾技术研究项目”的试验。北京市人工影响天气办公室工作人员介绍,由于液氮汽化温度为零下195.8℃,通过地面车辆、气球或者飞机将液氮喷洒在雾中时,可形成小于零下40℃的低温环境,从而让雾中水滴迅速冻结为冰晶,这些冰晶又迅速凝化周围雾滴长成小雪花降落,最终达到消除冷雾的目的。人工消雾技术曾使沙河机场10平方公里范围能见度由30多米改善到1000多米,效果持续两小时。播撒前浓雾弥漫,播撒后冰晶纷纷下落如降雪,消雾区阳光明媚,照物有影。

■人工增雨:飞机、气球、发生器、高炮和火箭齐上阵

气象资料表明,从1999年到2003年,北京地区已连续五年夏季少雨,出现近年来最为严重的干旱时段。由于连年持续少雨,导致北京及周边地区旱情严重,水资源日趋紧张。自上世纪50年代末以来,北京就开始进行人工增雨的试验,已积累了相当经验。目前北京人工影响天气办公室可利用飞机、气球、发生器、高炮和火箭五种工具进行增雨作业。值得一提的是,北京还率先在国内把对环境无影响的绿色催化剂液氮用于飞机增雨作业,率先把GPS全球卫星定位系统用于飞机作业指挥,率先进行气球携带碘化银焰弹增雨(雪)作业等,取得一系列科研成果。

形成降水要有两个条件,一是云中要有充足的水汽,二是要有适当多的凝结核。因此,人工降雨的方法就是向云中引入人工凝结核。一般是采用飞机、火箭、高炮、气球和在上升气流区地面燃烧碘化银等手段,把催化剂送入云中。飞机一般飞到6000米左右高度穿云播撒催化剂。火箭、高炮则直接轰击雷雨云适当部位,弹头装载碘化银送入云中。气球下挂碘化银焰弹,升入云中零度层以上燃烧,把催化剂释放出来。对温度在零上的暖云一般使用吸湿性物质如盐粉、尿素、氯化钙等,使云中水汽变成大水滴下落成雨。对于温度低于零度的冷云则播撒人工晶核碘化银等,或者播撒干冰、液体氮气等,使冷云中冰晶数量增加而提高降水效率。2003年7月至9月,北京人工影响天气办公室曾用两架飞机、21台火箭发射架、30门高炮和河北省白河、永定河流域5个县的火箭发射架进行增雨作业,增加降水量30毫米左右,增加密云、官厅和白河堡水库入库量2377万方,每方水成本仅0.15元,取得了可观的经济和社会效益。

■人工防雹:千方百计不让冰雹“长大”

当鸡蛋大甚至篮球大的冰雹从天空密集砸向地面,眨眼之间,设施毁坏、牲畜毙命、人员受伤,其破坏程度不亚于一次“饱和式空中轰炸”。即便是降雹较少的2002年,北京全年降雹14次,成灾7次,直接经济损失就达21978万元。因此,怎样在冰雹砸向地面之前就将其扼杀在“摇篮”之中,一直是气象学家们面临的紧迫课题。

云层中的水汽碰到凝聚核后会形成水滴下落,如果遇到低温层和上升气流,水滴会结冰并被托上云层。再次下落,如果再遇低温和上升气流,又会结冰并被再次送上云层。如此反复,冰雹就会“越长越大”,直至最后上升气流无法承受其重量,它就会砸落到地面。北京人工影响天气办公室专家介绍,催化剂同样是人工防雹的主力军。当高炮将大量碘化银等催化剂集中快速送到云层中,会在云中形成大量的凝聚核。这样,本来因凝聚核过少易形成大冰雹的云层,由于突然出现大量凝聚核,冰雹就不易“长大”。而当冰雹的直径在5毫米以下时,也就无法对地面构成危害了。通过对北京地区冰雹的时、空分布进行多年详细分析研究,目前北京人工影响天气办公室已获取了北京地区的5条基本冰雹云路径,对冰雹云的行踪和脾性有了较透彻的了解。一旦发现哪块云彩“势头不对”,就会“以其之道还治其身”,“先下手为强”,用高炮对其进行“饱和攻击”,让冰雹变成“小盐粒”温顺地落下来。

■人工消雨:提前下或憋着不下

想象一下,如果在2008年北京奥运开幕式上,突然下起倾盆大雨,该怎么办?在申办2008年北京奥运会时,北京市政府曾向国际奥委会庄严承诺:我国有能力进行消云、消雨作业,能保障2008年北京奥运会顺利进行。为此市科委下达了奥运气象服务科研任务,进行奥运会开、闭幕式消雨、消云等技术研究。北京人工影响天气办公室专家介绍,消雨的原理其实和人工降雨一样,只不过是让本来要在需要避雨的区域下的雨提前下而已。一般而言,是在需要消雨区域上风方向大约50公里左右的位置,“一旦发现哪块云彩要下雨,就使用人工降雨的方法,让雨水提前降落”,如此,需要防雨的区域自然也就是晴空朗朗了。此外,气象专家还可通过向云层发射大量催化剂,使云层中的雨滴“长不大”,等云飘过避雨区域才下雨,这样也可起到人工消雨的作用。人工消雨技术面临的最大难度,是要确保人工消雨的精确性。否则,人工消雨很可能功亏一篑。因此,目前,北京市人工影响天气办公室正在就此展开研究,预计将从2005年开始作业试验。

虽然人工影响天气还处在试验研究阶段,但它所展现的美好前景,让看惯了老天脸色的人们意识到,呼风唤雨已不再是梦。

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