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破解人影天气中的几种认知误区

2022-11-03齐忻敏

科学之友 2022年11期
关键词:人影水汽催化剂

文|齐忻敏

人工影响天气作业是人类利用多普勒雷达、卫星和气象监测系统等现代技术,通过飞机、火箭、高炮等工具对天空中局部云体适当的部位发射干冰等催化剂进行人工影响天气,最终达到消雾、防雹、增雨、增雪、草原防火、改善生态环境等防灾减灾的目的。

近年来,随着科学技术的发展,人们越来越对人工影响天气作业工作加以重视,同时也在认知中产生了一些误区。下面,我们就一起来看看有哪些认知误区。

【误区1】天上有云就可以开展人工增雨作业

事情并没有这么简单。气象部门开展人工增雨作业需要具备一定的天气条件,当空中的云层厚度超过2千米,缺乏冰晶但却拥有丰富水汽,云中有上升气流,而且云体外围还有充足的水汽源源不断地进行补给,在这样的气象条件下方可利用高炮、火箭、飞机或地面碘化银发生装置(烟炉)等工具将催化剂携带到云中的有效部位,实现化云为雨。

天上的积雨云、层积云和层积混合云在具备天气条件下均适合人工影响天气进行催化作业,在开展人工增雨作业之前,需要充分考虑作业时机、作业部位、催化剂量,这样才会有实际效果。此外,人工影响天气不仅仅是气象一个部门的事情,在开展作业的同时还需要与民航、航空管制等多个部门协商,在相关部门的通力合作下,人工影响天气作业才能有条不紊地进行。

【误区2】人影天气作业所用的催化剂会危害人体健康

这是无稽之谈。人影天气作业采用的催化剂都是具有很高成冰能力的生态安全催化剂。常用到的催化剂,比如干冰、液氮,汽化后成为二氧化碳和氮气,它们都是大气中的主要成分。人工增雨一般采用发射增雨火箭弹的方式,利用火箭弹中碘化银催化剂,形成凝结核。碘化银在人影天气作业中用量极小,一枚火箭弹仅含几克碘化银,但它可以在云层中形成上百亿个凝结核。经计算,人影天气作业后每平方千米释放的碘化银不到1克,且碘化银见光极易分解,不溶于水,在空中漂浮时间很短。即使在常常进行人影天气的作业区,土壤和水体中积累的银离子浓度也远低于世界卫生组织规定的浓度标准和国家生活饮用水卫生标准。

地面碘化银发生装置(烟炉)

在人影天气作业的过程中,只会发生微观物理变化,并不会产生新的物质。所以,人影催化剂的科学使用既不会造成生态环境的污染,更不会影响人体健康。

【误区3】人工增雨作业会截流空中水分影响下游降水量

这个想法有些想当然。在人影天气过程中,气象部门首先要通过天气预报和云预报提前确定适合作业的云系,设计人影方案,作业实施。因为“雨做的云”中的水汽都是充足的,催化仅仅是降水的一小部分,人工增雨作业对水汽输送量几乎没有影响。气象部门的雷达回波图显示,一片大的降水云带是由较小的云团组成的,这些小的云团随着时间的流逝也在不断交替变化,所以在一定作业区域之外,下游降水的云体并不是上游催化的云体,人工增雨作业不像河水一样上游截流、下游水量减少,空中的水汽和云也不像河水那样是可以直接利用的水资源。人影天气只能对当地的云产生作用,不会对下游地区云层的降水量造成影响。

降水

中国的人工影响天气作业已经有60多年的历程。实践表明,在作业区域下风向地区的降水量并不会发生明显变化。目前,尚无数据表明上游地区开展人工增雨作业会影响下游地区的降雨量。

【误区4】人影天气增雨(雪)就是人工降雨(雪)

这是一种错误说法。利用多普勒雷达、卫星和气象监测系统等科学手段对云中含水量进行探测显示,云层中的含水量远远超过实际的降水量,只是云中丰富的水汽、上升气流、凝结核数量等条件不具备,更多的水分才没有形成降水落到地面。

可以把云中的水比作一条湿毛巾,人工增雨(雪)就是向云中播撒适量的催化剂把湿毛巾多拧一下。也可以把那块“雨做的云”比喻为一座水库中的水,用适量的催化剂把闸门开大,流出的水量就大。因此针对雨雪来说,人工影响天气作业是增加降雨或降雪的量,只能称“人工增雨”或“人工增雪”,不能说“人工降雨”或“人工降雪”。

目前,中国的人工影响天气作业规模已达到全球第一。随着人影作业能力、管理水平和服务效益不断提高,人工影响天气工作发挥着日益明显的趋利避害作用。

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