向天借“甘霖” 人工增雨不是想要就能要

处暑已过,高温却仍在持续。近日,湖北、安徽等地陆续开展人工增雨作业。中国气象局也调派飞机支援重庆等待合适作业时机。那么,人工增雨究竟是怎么实现的?需要达到什么标准才能实施呢

什么是人工增雨?

在了解人工增雨之前,我们首先需要知道——雨从何处来?

雨是从云中降落的水滴,陆地和海洋表面的水蒸发成水蒸气,水蒸气上升到一定高度后遇冷变成小水滴,这些小水滴便组成了云,它们在云里互相碰撞合并成大水滴,当它大到空气托不住的时候就从云中落下来,形成了雨。

人工增雨则是在适当的天气条件下,通过人工干预的方式,影响云的微物理过程,从而达到增加地面降水的目的。

人工增雨要看云的“脸色”。“要想实现增雨,首先得有一团合适的云体。”中国气象局人工影响天气中心首席专家周毓荃表示,一般来说,当云的厚度超过两千米,缺乏冰晶却拥有丰富的水汽,而且云体外面仍然有充足的水汽源源不断补给,就算通过“审核”,被认定具备增雨潜力。

具体来讲,云有冷暖之分。暖云里充满小水珠,温度在0℃以上,上升气流的托举使它们飘浮在空中掉不下来;冷云的温度在0℃以下,云里有许多闪亮的冰晶和过冷水珠,但由于它们又小又轻,在上升气流的托举下,也不会掉下来。“这时候,就需要人工来帮忙了。”周毓荃说。

周毓荃表示,合适的“目标”不是时时刻刻都存在,需要等待时机。当作业条件成熟,工作人员会提出包括催化剂量、作业设备和作业时机等在内的作业方案,向空管部门申请作业空域。争取在时机未“溜走”之前,把催化剂送到云中,像“卤水点豆腐”一样,把云“幻化”成雨水。

不同的云所用的催化剂种类也不同。“冷云和暖云的降水机制不同,需要的催化剂种类也不同。”周毓荃说,目前常用的催化剂有制冷剂(如干冰等)、结晶剂(如碘化银等)、吸湿剂(食盐、尿素等)等。

制冷剂和结晶剂主要用于冷云。当干冰、液态氮和碘化银等进入云中,便会在短时间内产生大量的人工冰核,冰核转化成冰晶,冰晶吸附水汽,凝结增长,或碰到过冷却云水,使其变为冰晶。当冰晶增长到一定程度,上升气流无法托举住它们时,便降落下来,变成雨。

暖云则靠吸湿剂。当吸湿的食盐、氯化钙、尿素、硝酸铵等进入云中,使那些小小的水珠快速成长为直径几十微米以上的大云滴,“过度肥胖”的它们“体重”暴增,上升气流给的支撑终于抵不住重力的作用,只好掉了下来,形成降雨。

将催化剂送入云中要靠特殊装备。人工增雨作业飞机是云内播撒催化剂的最佳装备,可将催化剂直接撒入云中。其上装载的探测仪器还可对作业前后云的状态变化进行追踪监测。飞机作业机动性强,催化面积大,增雨效果好。

据悉,此次驰援重庆的飞机为新舟60高性能飞机。该飞机加装了大气探测子系统、催化作业子系统、空地通信子系统、任务集成子系统和任务电源子系统,实现空地协同指挥下的大气科学探测和人工增雨作业,可对空中云水资源进行实时探测,寻找适合作业的区域,提高作业效率。

与飞机作业相比,火箭和高炮作业,能将催化剂播撒得更集中、形成冰核浓度高,特别适合针对飞机难以进入的对流云作业。

安静燃烧的地面烟炉是最“ 沉默”的人工影响天气装备。人工增雨地面烟炉常用于针对山区地形云的作业。作业人员将其设置在迎风坡面后,在气象条件适合时,利用计算机发出点火信号。烟炉开始燃烧含催化剂的焰条,通过环境场上升气流将人工冰核送入云中。除山区以外,对于较难或不能申请作业空域许可的城市及周边区域,地面烟炉也是非常适宜的。

人工增雨不会影响人体健康。气象专家介绍,人工影响天气作业采用的催化剂主要是干冰,也就是固体二氧化碳,以及液氮、碘化银等,且每次作业只需使用少量。以常用的冷云催化剂来说,其主要成分干冰和液氮,汽化后成为二氧化碳和氮气,都是空气的主要组成元素,因此它们都是“生态安全催化剂”,不会污染环境。

中国气象科学研究院研究员 姚展予:最常用的催化剂是碘化银,但是人工影响天气所播撒的碘化银浓度是极其微小的。世界卫生组织对饮用水、环境当中的银离子的含量有一个安全标准,每升水当中银离子的含量不大于0.05毫克。我们可以很负责任地告诉大家,经过人工影响天气以后,所使用的催化剂对环境和水应该是不会影响人体的,不会污染环境,因为浓度远远低于标准值至少是两个量级以上,在国外和国内都有检测的数据。