林娜 陳小敏

播云催化

在自然降水過程中，云的降水效率差別很大，遇到云中某些條件不具備，比如暖云①云滴過小，或是冷云②中缺少冰晶作為凝結(jié)核，就有大量的云水無法形成降水落到地面。人工增雨就是根據(jù)云性質(zhì)的不同，向云中投放適當(dāng)?shù)拇呋瘎?，改變?cè)浦械奈⑽锢項(xiàng)l件，觸發(fā)和增強(qiáng)云中自然降水的機(jī)制，起到催化降水的作用。

對(duì)于不同類型的云，需要投放不同的催化劑來提高降水的概率。例如需要大云滴大量產(chǎn)生的暖云降水，就要投放鹽粒等吸濕劑，以吸附云中水分使云滴變大;對(duì)于依賴冰晶效應(yīng)的冷云降水，就要播撒以碘化銀為主的成核劑或者以干冰為主的制冷劑，使云中凝結(jié)核充足，充分利用過冷水③來提高降水的效率。這種把云當(dāng)作土壤，把人工投放的催化劑當(dāng)作雨滴種子的做法就被稱為“播云催化（Cloudseeding）”。

人工增雨的實(shí)施方法

大家有時(shí)候會(huì)聽到“砰砰”的高炮聲音，就知道是在人工增雨。除了高炮，火箭、碘化銀燃燒爐和飛機(jī)也是現(xiàn)在常用的輸送催化劑的手段。

在地面布設(shè)的增雨高炮或者火箭，彈頭內(nèi)裝填適量碘化銀，從地面發(fā)射到云中適當(dāng)?shù)牟课?，碘化銀會(huì)以煙霧形式噴撒，或隨彈頭爆炸播撒。碘化銀燃燒裝置需要布設(shè)在上升氣流旺盛的位置，通常在高山迎風(fēng)坡，通過上升氣流將碘化銀煙霧送入云中。飛機(jī)增雨則是將催化劑煙條或者焰彈懸掛在機(jī)翼下方，在機(jī)艙內(nèi)遙控?zé)煑l燃燒或者焰彈的發(fā)射。當(dāng)然，在飛機(jī)上也可以向云中播撒小顆粒狀的干冰或液氮等冷卻劑或吸濕性粒子。

我國(guó)人工增雨的發(fā)展歷程

我國(guó)第一次嘗試科學(xué)人工增雨是在1958 年的夏天。當(dāng)時(shí)吉林省遭受到60年未遇的大旱。在一次有利的天氣條件下，空軍飛行員駕駛圖-2 型轟炸機(jī)，在云層播撒了將近200 公斤食鹽。此后，我國(guó)許多地區(qū)都陸續(xù)開展了人工增雨和防雹試驗(yàn)，同時(shí)也為抗旱增雨、減輕氣象災(zāi)害提供了保障性服務(wù)，積累了豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。隨著云微物理、動(dòng)力學(xué)和云- 氣溶膠相互作用等領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論、觀測(cè)儀器，尤其是數(shù)值模擬的顯著發(fā)展，人工增雨有了更廣泛的科學(xué)依據(jù)和支撐。

在我國(guó)，氣象部門已建立了北京平谷、河北欒城等云霧物理實(shí)驗(yàn)室，擁有多個(gè)外場(chǎng)試驗(yàn)基地和試驗(yàn)站，能不間斷地開展對(duì)流云、層狀云、地形云等飛機(jī)- 地面綜合觀測(cè)試驗(yàn)，提煉出了典型云系的作業(yè)指標(biāo)和技術(shù)方法。雷達(dá)、探空、地面遙感、飛機(jī)和地面外場(chǎng)觀測(cè)和數(shù)值模擬相結(jié)合，也為人工增雨能夠科學(xué)地實(shí)施提供了綜合的參考依據(jù)。人影關(guān)鍵技術(shù)研究也取得多項(xiàng)成果，自主研發(fā)的3 公里精細(xì)化云降水?dāng)?shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)投入業(yè)務(wù)運(yùn)行。國(guó)產(chǎn)新型高效催化劑研發(fā)取得突破性進(jìn)展，催化效率提高100 倍以上。雷達(dá)指揮、自動(dòng)發(fā)射、立體播撒的火箭作業(yè)系統(tǒng)研制成功，已達(dá)到世界領(lǐng)先水平。

人工增雨是人們?yōu)榱藴p緩干旱、開發(fā)利用空中云水資源，緩解水資源短缺的一種積極嘗試。目前，我國(guó)人工影響天氣服務(wù)領(lǐng)域已經(jīng)拓展到農(nóng)業(yè)抗旱減災(zāi)、云水資源開發(fā)、江河湖泊蓄水、生態(tài)環(huán)境建設(shè)、改善空氣質(zhì)量、應(yīng)對(duì)突發(fā)污染事件、城市降溫等多領(lǐng)域。其實(shí)說到底，真正“潤(rùn)物細(xì)無聲”的不是雨，而是科技。