六問讀懂“人工增雨”：為啥不是“人工降雨”？

7月以來，我國(guó)南方多地遭遇持續(xù)性高溫少雨天氣，部分地區(qū)出現(xiàn)干旱甚至特旱。連日來，全國(guó)多地氣象部門抓住有利天氣時(shí)機(jī)，積極開展人工增雨作業(yè)。

（圖片來源：國(guó)家氣候中心）

有網(wǎng)友問：“高溫這么長(zhǎng)時(shí)間，為何不能一直增雨降溫？”“人工增雨播撒催化劑對(duì)環(huán)境有沒有影響？”今天，我們以6個(gè)小問題引入，一起來盤一盤人工增雨這件事兒。

一問：什么是人工增雨？為啥不是“人工降雨”？

在了解人工增雨之前，我們首先需要知道——雨從何處來？

雨，是從云中降落的水滴，陸地和海洋表面的水蒸發(fā)成水蒸氣，水蒸氣上升到一定高度后遇冷變成小水滴，這些小水滴便組成了云，它們?cè)谠评锘ハ嗯鲎埠喜⒊纱笏?，?dāng)它大到空氣托不住的時(shí)候就從云中落下來，形成了雨。

因此，要形成降雨，必須滿足三個(gè)條件，云中水汽充沛、上升氣流運(yùn)動(dòng)以及足夠多的凝結(jié)核或冰核。

（圖片來源：中國(guó)氣象報(bào)社）

人工影響天氣（人工增雨是其中一種）是指為避免或減輕氣象災(zāi)害，合理利用氣候資源，在適當(dāng)天氣條件下，通過科技手段對(duì)局部大氣的物理、化學(xué)過程進(jìn)行人工影響，實(shí)現(xiàn)增雨（雪）、防雹、消雨、消霧、防霜等目的的活動(dòng)。

（圖片來源：中國(guó)氣象報(bào)社）

人工增雨不等于人工降雨，催化劑的作用就像是“鹵水點(diǎn)豆腐”，但前提是有“鹵水”才能點(diǎn)出豆腐來，也就是天氣已經(jīng)滿足了降雨的基本條件（水汽充沛、上升氣流運(yùn)動(dòng)），人工增雨才能發(fā)揮作用。

二問：人工增雨怎么“增”？

自古以來，人們就幻想能夠控制天氣。中國(guó)清代的《廣陽(yáng)雜記》就載有：“夏五、六月間，常有暴風(fēng)起，黃云自山來，必有冰雹，土人見黃云起，則鳴金鼓，以槍炮向之施放，即散去。”意思是夏天，常有暴風(fēng)雨，古人見黃色的云氣滾滾而來時(shí)就鳴鼓并用土炮向天空射去，使黃色的云氣散開以此達(dá)到防雹的效果。這是中國(guó)古代用土炮防雹的生動(dòng)描述。

可以看到，我國(guó)勞動(dòng)人民很早以前就有了想人為干預(yù)天氣的想法和實(shí)踐，但是由于當(dāng)時(shí)科學(xué)技術(shù)的落后，這些實(shí)踐以失敗告終。

現(xiàn)在，我們?nèi)斯ぴ鲇甑姆绞街饕峭ㄟ^向云中撒播催化劑來增加凝結(jié)核，比如鹽粉、干冰或碘化銀等，也可利用聲波、飛秒激光、帶電粒子等手段，來促進(jìn)水氣凝結(jié)、云滴碰并增長(zhǎng)等云雨轉(zhuǎn)化過程，形成降水落到地面。

為應(yīng)對(duì)高溫干旱天氣，湖北宜昌市氣象部門搶抓有利時(shí)機(jī)，開展人工增雨作業(yè)

（文/圖來源：唐巧珍、冷鵬飛、王罡）

三問：“催化劑”如何送往云端？

如何將催化劑送到云中？這就要看人工影響天氣作業(yè)中的那些“爆款”裝備了！增雨作業(yè)方式上，常規(guī)的是通過飛機(jī)、高炮、火箭、地面燃燒爐等向云中播撒催化劑。

**用地面燃燒爐：**一般而言，地面燃燒爐主要用于交通不便的山區(qū)或是較難申請(qǐng)作業(yè)空域的地區(qū)，作業(yè)人員通過燃燒含催化劑的焰條，將人工冰核送入云中。

地面燃燒爐裝置

**用飛機(jī)：**飛機(jī)作業(yè)可以根據(jù)不同的云層條件和需要，攜帶催化劑及其播撒裝置或掛載飛機(jī)焰彈發(fā)射系統(tǒng)等，在合適的云層位置進(jìn)行增雨作業(yè)。此外，飛機(jī)上還可以裝載探測(cè)儀器進(jìn)行云微結(jié)構(gòu)的觀測(cè)和催化前后云宏、微觀狀態(tài)變化的追蹤監(jiān)測(cè)。飛機(jī)作業(yè)機(jī)動(dòng)性強(qiáng)， 催化作業(yè)面積大，增雨效果好。

正在作業(yè)中的人影（人工影響天氣）飛機(jī)

**用高炮/火箭：**高炮和火箭相對(duì)于飛機(jī)機(jī)動(dòng)性較差，適合于在固定目標(biāo)區(qū)（如為水庫(kù)增水）作業(yè)，特別是對(duì)飛機(jī)飛行安全有威脅的對(duì)流云進(jìn)行催化作業(yè)。

人影高炮

一般情況下，當(dāng)催化劑成功送達(dá)15分鐘至20分鐘后，降雨的效果便很顯而易見了。

在我國(guó)，實(shí)施人工影響天氣活動(dòng)，必須嚴(yán)格遵守相關(guān)法律、法規(guī)及規(guī)范，遵守嚴(yán)格的人工影響天氣作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。人工增雨用飛機(jī)、火箭和高炮等在增雨作業(yè)前，必須先申請(qǐng)作業(yè)空域，并嚴(yán)格在批準(zhǔn)的空域時(shí)間內(nèi)發(fā)射人工增雨專用火箭彈、炮彈，以確保作業(yè)安全。

（圖片來源：中國(guó)氣象報(bào)社）

四問：人工增雨要看“云”施策？

說到這個(gè)問題，就要提到一個(gè)概念，原來高空的云居然還有“冷暖”之分。由于冷云（云內(nèi)溫度在0℃以下）和暖云（云內(nèi)溫度在0℃以上）的降水機(jī)制不同，對(duì)不同“冷暖”的云進(jìn)行人工增雨，使用的催化劑也是不同的。

對(duì)冷云的人工增雨，傳統(tǒng)方式通常是播撒碘化銀、干冰等成冰劑或制冷劑，增加云中冰晶濃度，以彌補(bǔ)云中冰核的不足，達(dá)到降雨或增加雨強(qiáng)的目的。

（圖片來源：中國(guó)氣象局氣象宣傳與科普中心）

對(duì)暖云的人工增雨，則通常是向云中播撒鹽粉等吸濕劑，使云中迅速形成一批大云滴，它們能通過碰并過程迅速長(zhǎng)大成雨滴，“過度肥胖”的它們“體重”暴增，上升氣流給的支撐終于抵不住重力的作用，只好掉了下來，形成了降雨。

（圖片來源：中國(guó)氣象局氣象宣傳與科普中心）

五問：高溫天，為何不能一直增雨降溫？

愿望是美好的，但是，人工增雨可不是想增就增的！

首先，有云才有雨，但不是所有的云都有降水潛力。人工增雨的云需要滿足三個(gè)條件，**云層厚度要大于2公里；云中要水汽充沛；有上升氣流區(qū)。**一般來說，晴天的積云和層積云不易產(chǎn)生降水，而積雨云（冰水共存的混合云）則比較有利于云滴增長(zhǎng)為雨滴。

因此，前段時(shí)間持續(xù)高溫，重慶等多地連日“晴空萬里，沒有一絲云彩”，自然是不滿足人工增雨條件的。

8月25日，中國(guó)氣象局人工影響天氣中心聯(lián)合四川省氣象局，調(diào)用兩架大型無人機(jī)組織實(shí)施人工增雨作業(yè)，作業(yè)面積達(dá)6000平方公里

（圖片來源：央視新聞）

六問：人工增雨作業(yè)會(huì)污染大氣嗎？是否會(huì)帶來氣候連鎖反應(yīng)？

其實(shí)，人工影響天氣作業(yè)采用的催化劑主要是干冰（固體二氧化碳）、液氮、碘化銀等，這些催化劑具有很高的成冰能力，每次作業(yè)只需要少量。

以常用的冷云催化劑來說，干冰、液氮汽化后成為二氧化碳和氮?dú)狻际强諝獾闹饕M成部分，因此它們都是“生態(tài)安全催化劑”，當(dāng)然不會(huì)污染環(huán)境。

另外，長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，飛機(jī)人工影響天氣作業(yè)和火箭人工影響天氣作業(yè)等使用的碘化銀用量非常小，作業(yè)區(qū)域水體和土壤中積累的銀離子濃度遠(yuǎn)低于世界衛(wèi)生組織規(guī)定的濃度。

所以，正確使用人工影響天氣催化劑不會(huì)造成環(huán)境污染。

那么，人工干預(yù)是否會(huì)帶來氣候連鎖反應(yīng)？

其實(shí)，地球水循環(huán)系統(tǒng)是周而復(fù)始的。而空中云水資源主要分布在對(duì)流層大氣中。

地球水文循環(huán)示意圖。

（圖片來源：世界氣象組織）

按照空中云水資源形成的條件和過程來看，它是一種可再生資源，且人工影響天氣作業(yè)常常是幾十公里的中小尺度，不會(huì)影響到整個(gè)氣候系統(tǒng)。

專家顧問：中國(guó)氣象局人工影響天氣中心二級(jí)研究員 姚展予

圖片來源：除已標(biāo)明外，其它圖片由孫楠、李根攝影，青海氣象局提供

審核：段昊書 葉海英

出品：科普中國(guó)

作者：劉丹 張娟 張格苗（中國(guó)氣象報(bào)社）

監(jiān)制：中國(guó)科普博覽