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对人工影响天气的思考
摘 要：科学的人工影响天气是一门新兴的学科，目前尚处于试验阶段，但未来应用前景十分广泛。搞好人工影响天气研究，不但会对国计民生产生重大影响，而且在军事领域内有重要意义。我们应该立足现在，放眼未来，理论联系实际，把人影事业踏踏实实地进行下去。
关键词：影响； 催化剂； 气象武器
世界上第1次对自然云作人工催化试验是1948年美国文森特.谢费尔等进行的，从那时起至今，全世界已有80多国家与地区开展过人工影响天气试验。我国有组织的人工影响天气工作（主要是人工增雨和人工防雹）早在1958年就开始了，当前国内人工增雨（雪）主要是针对不同的降水云系，通过飞机、高炮或人影火箭，在云中冷云部位播撒一定剂量的制冷剂（干冰、液氮等）或碘化银等催化剂，增加云中的冰晶数量，从而增加雨滴的数量和直径，提高云降水的转化率，达到增加局部地区自然降水的目的。由于对天气形势认识、把握的局限和各种作业手段的局限，到目前为止所有的人工影响天气行为都处于试验探索阶段。
1 人工影响天气的内容
目前正在各国试验的人工影响天气项目有：人工降水、人工消雾、人工防雹、人工消云、人工防霜冻、人工削弱台风、人工抑制雷电等。
1.1 人工降水 也称人工增雨，是根据不同云层的物理特性，选择合适时机，用飞机、火箭弹向云中播散干冰、碘化银、盐粉等催化剂，促使云层降水或增加降水量。人工增雨常分为暖云催化剂增雨与冷云催化剂增雨。欲要暧云（温度高于0℃的云）降水，就得使云中半径大于0.04 mm的大云滴有足够的数密度，让它们迅速与小云滴碰并增长，成为半径超过1.00 mm的雨滴形成降水。因此在那些大云滴数密度小而无法形成降雨的云中，用飞机、炮弹携带等方法，播撒盐粉、尿素等吸湿性粒子，使形成许多大云滴，便可导致形成或增加降水。欲要冷云降水，就得使冷云上部的冰晶数密度超过1个/L，对那些冰晶数密度不足的冷云，用飞机等播撒干冰、碘化银等催化剂，便可产生大量冰晶，促成或增加降水。
1.2 人工消雾 大雾降低能见度、影响飞机起降、容易引发严重交通事故，人类希望能适时进行人工消雾。我们把用人工播撒催化剂、人工扰动空气混合或在雾区加热等方法，使雾消散，称为人工消雾。人工消雾分为人工消暧雾（雾区温度高于0℃）和人工过冷雾（雾区气温低于0℃，雾滴为过冷却水滴等）。目前有3种消暧雾试验方法：1）加热法：对小范围区域雾区如机场跑道等，大量燃烧汽油等燃料、加热空气使雾滴蒸发而消失。2）吸湿法：播撒盐、尿素等吸湿质粒作催化剂，产生大量凝结核，水汽在凝结核上凝结长成大水滴,雾滴会蒸发并在大水滴上凝结，使雾消失。3）人工扰动混合法：用直升飞机在雾区顶部搅拌空气，把雾顶以上干燥空气驱下来与雾中空气混合，雾便消失。人工消过冷雾的方法是用飞机或地面设备，将干冰、液化丙烷等催化剂播撒到雾中，产生大量冰晶，它们通过贝吉龙冰水转化过程，夺取原雾滴的水分、雾滴便蒸发而冰晶不断长大降落地面，雾便消失。这种方法效果显著，已能实际应用。
1.3 人工防雹 用人工方法使雹云不能降冰雹，或减弱雹强度的措施，称人工防雹或人工抑雹。中国人很早以前就使用土炮防雹，17世纪末清代的“广阳杂记”对土炮防雹就有明确记载。20世纪50年代以后，包括我国在内的许多国家开展了防雹试验。通过气象雷达或有经验的观测者目视，识别出冰雹云(比一般雷雨云发展更旺盛、厚度更大、闪电更频繁等)，然后采用如下两类方法防雹：1）播催化剂法，用火箭、高炮等把碘化银播撒到雹云中，产生大量冰核进而形成大量人工雹胚胎，它们与云中原来的冰雹胚胎争夺水分，使大家都不能长大成对人畜与作物产生危害的大雹块，在下降过程中还可能逐渐融化成雨滴。2）爆炸法，用高射炮、土炮或火箭等，向雹云的中、下部轰击，往往亦可使雹云不降雹，或在下风向区降小雹，这样便能抑制雹灾。这种方法在国内被较普遍采用，其防雹的物理机制尚待进一步研究。
1.4 人工消云 用人工方法使局部区域云层消散的措施，称人工消云。大型运动会或某些航空活动等，有时希望晴朗无云，便可进行人工消云试验。人工消云分为：人工消冷云和人工消暧云。人工消冷云的方法是：播撒碘化银等人工冰核或播撒干冰等催化剂，产生大量冰晶，再通过贝吉龙冰水转化过程，原云中的过冷却水滴（云滴）蒸发失，水份转移到冰晶上经凝华冻结，冰晶长大成降水粒子，下降离开云体，使云消散。人工消暧云的方法是：向云中播散盐粉、尿素等吸湿性粒子，这些吸湿性凝核吸收水汽凝结长大，然后与原来云滴碰并长大，降出云外，使云消散。此外，还试验过消除积云的方法：在积云顶部摇撒盐粒、水滴、沙子等质粒，有时也观测到云消散，其原理尚待研究。一般说来所有人工消云方法均不够完善，尚没有达到实际应用阶段。
2 人工影响天气中所涉及的催化剂
人工影响天气过程中，为改变云（雾）微结构与演变过程，向云（雾）中播撒的物质，称播云（雾）催化剂。选用催化剂必须考虑有效、经济、不污染环境、容易播撒、安全无毒害等。当今所用催化剂有3类：1）吸湿性巨核，包括盐（NaCl）、氯化钙、尿素和液水等，它们常用于对暧云的催化剂。2）致冷剂，包括干冰（固体CO2）、液态丙烷、液氮、液态空气等，它们常用于对冷云作催化。投入冷云后，将使它们周围空气急速降冷，产生大量冰晶胚胎，并进一步生成冰晶。以干冰为例，实验室结果是：每1 g干冰可产生1012个冰晶。3）人工冰核，包括碘化银(AgI)等无机冰核及介乙醛（低聚乙醛,属剧毒物质）等有机冰核，其中以碘化银最常用。它们常用于冷云增雨和防雹试验中，把它们播入云层，使云增加大量冰核，进而生成大量冰晶，造成增雨或消雹的效果。
3 人工影响天气的应用
人工影响天气的应用非常广泛，对农业、工业、国防、航空等领域都有重要意义。中国是世界上气象灾害频繁发生、干旱严重的国家之一。特别是20世纪90年代以来，受气候变化影响，极端天气现象增多，水资源短缺日趋严重，已成为制约中国经济社会发展的重要因素。人工影响天气作业的开展，在减轻干旱、冰雹对国民经济特别是农业生产造成的损失，缓解水资源短缺等方面发挥了积极作用。“十五”期间，中国人工影响天气作业规模进一步扩大，已经位居世界首位。
