出品：科普中國

　　製作：中國氣象報社 

　　監製：中國科學院計算機網絡信息中心

　　高炮、火箭、飛機……人工影響天氣的裝備聽起來就讓人感覺高大上！加上“呼風喚雨”，讓人感覺“神秘莫測”。其實，人工影響天氣主要是為(wei) 了避免或者減輕氣象災害，合理利用氣候資源，在適當條件下通過科技手段對局部大氣的物理過程進行人工影響，實現增雨雪、防雹等。

　　那麽(me) ，人工為(wei) 何可以耕雲(yun) 播雨？人影作業(ye) 中使用的催化劑會(hui) 不會(hui) 造成大氣汙染？

　　人工影響天氣 古代就有

　　人工影響天氣，是在適當條件下通過科技手段對局部大氣的物理、化學過程進行人工影響，實現增雨雪、防雹、消雨、消霧、防霜等目的的活動。

　　自古以來，人們(men) 就幻想能夠控製天氣。中國清代的《廣陽雜記》就載有：“夏五、六月間，常有暴風起，黃雲(yun) 自山來，必有冰雹，土人見黃雲(yun) 起，則鳴金鼓，以槍炮向之施放，即散去。”意思是夏天，常有暴風雨，古人見黃色的雲(yun) 氣滾滾而來時就鳴鼓並用土炮向天空射去，使黃色的雲(yun) 氣散開以此達到防雹的效果。這是中國古代用土炮防雹的生動描述。

　　古人為(wei) 了減輕冰雹對農(nong) 作物收成的影響，采用主動的、人工可以控製的方法――用土炮轟擊雹雲(yun) ，希望達到防雹的目的。可以看到，我國勞動人民很早以前就有了想人為(wei) 幹預天氣的想法和實踐，但是由於(yu) 當時科學技術的落後，這些實踐以失敗告終。

　　科學的人工影響天氣是在美國朗格繆爾指導下，於(yu) 20世紀40年代末在實驗室的試驗基礎上發展起來的。

　　我國水資源非常短缺，但空中雲(yun) 水資源極為(wei) 豐(feng) 富。1958年8月8日，我國在吉林省首次開展飛機人工增雨作業(ye) ，開啟了我國現代人工影響天氣事業(ye) 的新紀元。

　　我們(men) 為(wei) 啥可以“耕雲(yun) 播雨”？

　　首先讓我們(men) 看看雲(yun) 的降水機製。

　　雲(yun) 是空氣垂直運動的結果，隨著空氣的上升，地麵的水汽也被夾帶著一起上升，在這個(ge) 過程中，一部分水汽蒸發掉，一部分則升入雲(yun) 中，會(hui) 冷卻而凝結，成為(wei) 雲(yun) 中水汽的一部分。

　　高空的雲(yun) 是否下雨，不僅(jin) 僅(jin) 取決(jue) 於(yu) 雲(yun) 中水汽的含量，同時還決(jue) 定於(yu) 雲(yun) 中供水汽凝結的凝結核的多少。即使雲(yun) 中水汽含量特別大，若沒有或僅(jin) 有少量的凝結核，水汽不會(hui) 充分凝結，也不能充分地下降。即使有的小水滴能夠下降，也終會(hui) 因太少太小，而在降落過程中中途蒸發。

　　人工增雨是如何實現的 （圖片來源：中國氣象報社）

　　基於(yu) 這一點，人們(men) 根據雲(yun) 的情況(性質、高度、厚度、濃度、範圍等)，在適當條件下通過人工幹預的方式向目標雲(yun) 播撒適量的催化劑，以改變雲(yun) 滴的大小、分布和性質，加速其生長，達到降水目的。比如向雲(yun) 體(ti) 播撒致冷劑(如幹冰、丙烷等)、結晶劑(如碘化銀、碘化鉛、間苯三酚、四聚乙醛、硫化亞(ya) 鐵等)、吸濕劑(食鹽、尿素、氯化鈣)和水霧等。

　　人工增雨是如何實現的（圖片來源：中國氣象報社）

　　高空的雲(yun) 有暖型雲(yun) （整個(ge) 雲(yun) 體(ti) 溫度高於(yu) 0℃，雲(yun) 滴的半徑一般很小。）和冷型雲(yun) （溫度為(wei) 0~-30°C的雲(yun) ，往往存在過冷卻水滴）。對冷型雲(yun) 的人工增雨，常常是播撒致冷劑和結晶劑，增加雲(yun) 中冰晶濃度，彌補雲(yun) 中凝結核的不足，達到降雨目的。對暖型雲(yun) 的人工增雨，通常向雲(yun) 中播撒吸濕劑和水霧，促使雲(yun) 滴增大從(cong) 而降下水來。

　　人影作業(ye) 的那些爆款裝備

　　想要影響高空的天氣，沒有高科技裝備怎麽(me) 行！人們(men) 創造或利用了各具特點的人工影響天氣裝備。

　　飛機：人工增雨作業(ye) 飛機是雲(yun) 內(nei) 播撒催化劑的最佳方式。飛機適合於(yu) 對層狀可降水雲(yun) 係的連續增雨作業(ye) 。

　　圖片來源：中國氣象新聞網

　　不過，將飛機開到雲(yun) 中，並不等於(yu) 播撒了催化劑，人們(men) 還需要多種機載裝備， 這些機載裝備包括碘化銀末端燃燒器、碘化銀焰彈發射器、液態二氧化碳播撒器、液氮播撒器等，適用於(yu) 不同的作業(ye) 目的。安裝有多種播撒裝置的飛機，可以將催化劑直接播入雲(yun) 中，還可裝載探測儀(yi) 器對作業(ye) 前後雲(yun) 的宏觀、微觀狀態變化進行追蹤監測。飛機作業(ye) 機動性強 ， 催化作業(ye) 麵積大，增雨效果好。

　　8月，湖北人工影響天氣中心工作人員進行飛機增雨作業(ye) 準備。

　　圖片來源：中國氣象新聞網

　　火箭與(yu) 高炮：這裏的大炮不是打向敵人的炮，而是射向空中的雲(yun) 。與(yu) 飛機作業(ye) 相比，火箭和高炮作業(ye) 播撒催化劑集中，形成的冰核濃度高，特別適合飛機難以進入的對流雲(yun) 工作。

　　2019年，安徽省含山縣氣象局向空中發射火箭彈。

　　圖片來源：中國氣象新聞網

　　人們(men) 利用火箭發射架向空中發射含有催化劑的火箭彈，一枚火箭彈中含有8到15克的碘化銀。火箭彈在到達七八千米高空的雲(yun) 中預定位置以後，催化劑被自動點燃，隨著火箭彈飛行沿途燃燒，“線源播撒”，隨風擴散。

　　高炮則是防雹專(zhuan) 業(ye) 戶，炮彈射向雲(yun) 中，在雲(yun) 中爆炸，把催化劑播撒開來，同時爆炸產(chan) 生的衝(chong) 擊震動也起到一定的消雹作用。

　　圖片來源：中國氣象報社

　　地麵煙爐：火箭、高炮等人工影響天氣作業(ye) 總會(hui) 引發很大的動靜！相比之下， 安靜燃燒的地麵煙爐是最“ 沉默”的人工影響天氣裝備。

　　圖片來源：中國氣象報社

　　人工增雨地麵煙爐常用於(yu) 山區地形雲(yun) 的作業(ye) 。作業(ye) 人員將其設置在迎風坡麵後，根據氣象條件的變化，利用計算機發出檢測、點火信號，燃燒含催化劑的焰條，通過熱量產(chan) 生的上升氣流將人工冰核送入雲(yun) 中。除了山區以外，對於(yu) 較難或不能申請作業(ye) 空域許可的城市及周邊區域，地麵煙爐也是非常適宜的。

　　圖片來源：中國氣象報社

　　人影作業(ye) 會(hui) 汙染大氣嗎？

　　許多人擔心人影作業(ye) 中使用的催化劑會(hui) 不會(hui) 造成汙染？

　　其實，人影作業(ye) 采用的催化劑主要是幹冰（固體(ti) 二氧化碳）、液氮、碘化銀等，這些催化劑具有很高的成冰能力，每次作業(ye) 隻需要少量。以常用的冷雲(yun) 催化劑來說，幹冰、液氮汽化後成為(wei) 二氧化碳和氮氣——都是空氣的主要組成部分，因此它們(men) 都是“生態安全催化劑”，當然不會(hui) 汙染環境。

　　另外，長期監測發現，飛機人影作業(ye) 和火箭人影作業(ye) 等使用的碘化銀用量非常小，作業(ye) 區域水體(ti) 和土壤中積累的銀離子濃度遠低於(yu) 世界衛生組織規定的濃度。所以，正確使用人影催化劑不會(hui) 造成環境汙染。

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