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呼风唤雨也有术

【信息来源:【作者:【信息时间:2016-08-30 16:09  阅读次数: 】【字号 】【 我要打印】【 关闭

中国有句俗话叫做"靠天吃饭",因为在过去的几千年时间里,面对天气对生活带来的影响,人类显得渺小而无力。随着人类文明的不断进步,以及科学技术的飞速发展,我们已经逐渐摆脱了"靠天吃饭"的生活,开始尝试利用一些科技手段对天气进行人为影响。目前,在全世界范围内有超过100个国家和地区先后开展过人工影响天气的试验,涵盖了包括人工增雨、人工防雹、人工消雾、人工消云、人工消雨、人工消闪电、人工防霜等领域。

人工防雹新技术

20100306日,澳大利亚的墨尔本市下起一场暴风雨,带来了罕见的巨型冰雹。同年的1216日,正处于夏季的悉尼市也遭遇到冰雹的袭击,乒乓球般大小的冰雹从天而降,让许多市民措手不及。有人把冰雹形容为"冰雪炸弹",这个说法一点都不夸张,因为当硕大的冰雹从天而降时,的确具有强大的破坏力。所以,科学家们一直都在想办法进行人工防雹。

想要取得理想的人工防雹的效果,首先要对冰雹天气做出准确的预报。就目前的气象技术来说,这一点还具有一定挑战性的,虽然从20世纪60年代开始,世界各国的气象学家就开始根据天气形势和地面资料等进行模拟计算,再加上对冰雹云进行分析,从而对冰雹天气进行预报。从实际应用的情况来看,正确识别冰雹云是预报冰雹天气的重点,也是目前准确率比较高的一种的方法,准确率可以高达80%左右。预见到了冰雹天气,就可以采取对应的措施实施人工防雹的作业。

目前常用的人工防雹和人工增雨在原理上有些类似,就是往云中播撒成冰催化剂。冰雹的形成原理,就是利用冰雹云当中巨大的含水量,通过为数不多的冰雹胚胎与过冷水滴的作用,不断融合成更大的冰雹。监测到冰雹云之后,利用飞机、高射炮或者火箭,将碘化银作为催化剂散布到冰雹云当中。大量的碘化银进入冰雹云之后,会形成大量的冰雹胚胎,在冰雹云的总含水量不变的情况下,每个冰雹胚胎能够吸收到的水分就会大大减少,所以形成的冰雹就会小得多。这样一来,冰雹在降落的过程当中,很容易就融化成降雨。即便是最后形成了冰雹,直径也会小得多,自然也就避免了对人畜以及农作物的伤害。

还有一种人工防雹的方法是爆炸法。目前主要采用火箭或者高射炮对冰雹云云层的中下部进行轰击,影响到云层间的气流,破坏或者改变冰雹的形成过程,从而破坏冰雹天气。不过,在利用高射炮进行防雹作业的时候,为了能够取得更理想的效果,往往需要设置多个作业点,并且两个作业点之间的距离不能超过8000米。这样一来,多个作业点同时发射带有碘化银作为催化剂的高炮,就能够在天空当中织起一张巨大的防雹网,加强人工防雹的效果。

从总体上来说,虽然科学家们目前已经从理论上掌握了这些人工防雹的方法,但是由于冰雹天气本身存在很大的变化,所以人工防雹的实施也比较困难。从20世纪50年代开始,世界上很多国家都相继开展了人工防雹的实验,但从中并没有能够总结出一些能够大规模应用的方法。所以,人类想要真正防止冰雹灾害的影响,还有待科学家们不断进行摸索。

人工控制雷电新技术

20世纪60年代初开始,科学家就开始想尽各种办法,希望能够在最大程度上减少雷电的危害,但同时不能破坏全球云层的电平衡。目前,简单又行之有效的人工抑制雷电的方法主要有以下几种。

第一种抑制雷电的方法是利用消除云层电荷。目前,一些国家的科学家将具有良好导电性能的金属粉或者是裹着铝箔的尼龙纤维作为抑制雷电的介质,利用高射炮将它们投射到雷雨云当中。当这些介质散布开之后,云层本身的导电性能将得到提高,云层上下的电位差自然就会被缩小,电荷中心因此无法形成,产生雷电天气的可能性也就随之减少了。

第二种抑制雷电的方法是加速云层的冰晶化过程。通过在雷雨云当中内播撒碘化银作为人工冰核,可加速云层当中的冰晶化过程,使云层里的过冷水滴提前结晶,并以小冰粒或是雨滴的形式从云层中掉下,这样就能够减少雷电天气发生的可能性。早在1965年的时候,美国就曾经针对这项技术进行过人工抑制雷电的实验,并且取得了非常不错的效果。

还有一种人工抑制雷电的方法是人工引雷。1989年,我国第一次采用这种方法进行试验,具体的做法是用一枚小型火箭,将一根细长的金属丝发射到带电的云团内部。利用金属丝的导电性能,将云团当中的电荷引向地面,并以此达到释放电荷、抑制雷电的效果。现在,很多国家的科学家都会利用这种方法来减少雷电天气引起的森林火灾。

在美国,还有科学家为了抑制雷电,发明了雷电消除器。如果仅从外观上来看,这个东西显得非常简单,就是几根空心的大口径金属管插在土壤当中,每根金属管当中又插着很多钢筋,好像没什么特别。但是,当雷电即将发生的时候,这套装置就会释放出静电。据研究,在雷电发生前,会先产生一种雷电前驱波,而这些装置的可以用来对抗雷这一前驱波,也就不容易发生雷击了。

以上提到的几种人工抑制雷电的方法,从技术上来讲已经比较完善了,并且开始作为气象保障手段,有针对性的应用在我们生活的各种方面,为人类的生活服务。

人工降水新技术

除了已经实现的利用飞机和高射炮等传统的方式进行人工降水作业之外,现在人工降水的技术也越来越成熟,各种新方法也层出不穷。

日本研究人员利用玻璃纤维,制造了一座"人造山脉"。它长10000米,高600米,当湿空气遇到这座"人造山脉"之后,气流在沿着山坡逐渐上升的过程中,会逐渐变冷,最终湿空气会随着气流凝结更多水分,从而产生降水。

俄罗斯研究人员发明了一种以水引水的新技术。他们制造出一种大功率喷雾机,向空中喷洒水雾,当这些水雾被喷射到足够的高度时,就能够起到降低空气温度的功效。此时,相对高空处的低温来说,靠近地面的空气温度就较高,气流就会往上升。这股上升的气流又会带着水雾进入更高海拔的大气层,从而促进空气中的水汽凝结,形成雨滴。利用这种方法,每获得1000吨雨水,只需要向空中喷洒1吨水就可以了。

瑞士研究人员发明了一种利用激光进行成功降水的新技术。他们向空气中发射一种具有高能量的短脉冲激光,使空气中的分子离子化,成为云层中的凝结核。凝结核是一种悬浮微粒,大气中的水汽能在上面凝结成小水滴,达到人工降水的目的。

我们相信,在未来还会有更多人工降水的新技术产生。但是,再高明的科技手段,也替代不了大自然形成的自动运作规律。如果我们能够减少对环境的破坏,大自然原本健康的生态循环系统完全能够满足人类对于降水的需求。当干旱和缺水问题消失的时候,人工降水自然也就失去作用了。

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