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未来科技可以运用激光来呼风唤雨

放大字体  缩小字体 发布日期:2014-03-10 浏览次数:9148
 自古以来,人类就幻想有一天能呼风唤雨,把风雨雷电掌控在自己手中。最近,瑞士的科研人员在实验室里进行了一项新奇的尝试:用激光来改变天气。这种人工干预天气的新方法听起来很新鲜,会不会有一天真的变成现实呢?为此,记者采访了广东省气象局人工影响天气中心大气物理高级工程师游积平,请他为读者解读人工影响天气方面的新技术。
 
  文:中国激光网网  图:Gettyimages
 
  用激光改变云层来降雨
 
  用激光可以实现人工降雨?这听起来挺像巫术,或者科幻电影里的场景。
 
  不过,最近,瑞士研究人员确实在试验中利用激光来促进雨云的形成。他们在刊登于《美国国家科学院院刊》的文章中指出:“在薄卷冰云的典型条件下,等离子体通道(激光)对冰晶倍增产生惊人的强大影响。几分钟内,激光的作用使总的冰粒密度最高可增大100倍。新形成的冰粒快速降低水的蒸汽压,使冰达到饱和,从而增加云的光学厚度和改变卷云的结构……这些结果使激光改变天然卷云或通过卷云进行人工降雨成为可能。”研究者希望这项技术一旦成熟,可在远离海洋的地区或无人居住的陆地引发降雨,以避免一些天气事件。这项技术还可能用于控制闪电,以让闪电远离建筑区。
 
  成本较高 离应用还有很大距离
 
  游积平指出,该项技术的主要目的仍是增加降雨。“降水的形成就是云滴增大为雨滴、雪花或其他降水物并降至地面的过程。而使云滴增大的微物理过程主要有两个:一个是云滴凝结(或冻结)增长;另一个是云滴‘碰并增长’。而激光降雨技术的原理,就是激光等离子体产生的离子被云滴俘获形成带电云滴,带电云滴会引起水汽在其表面凝结,从而加速云滴的增长过程。”
 
  他表示,目前国内尚没有用激光进行人工增雨的实验和报道。不过,中国气象局在《应用气象研究计划》(2013~2020年)中也曾提出这方面的研究。“研究包括利用电场干扰进行云催化技术、利用飞秒激光进行等离子增雨技术、利用微波远程传热影响局域温度技术等。”这些研究的原理其实和用激光的原理是类似的,“都是通过人工手段产生电离子,水汽更易被带电云滴吸收,以实现增雨的目的。”
 
  类似的,还有科威特气象系统公司与阿联酋政府共同成功开发的大气放电产生等离子体降雨技术。“对于用激光开展增雨这一尝试,优点是其定点定位比较准确,但如果从成本考虑,几百万元人民币一台的激光发射器并不便宜。从目前实验的报道来看,这项技术目前还没到真正能降雨的程度,只是使得云层有些变化而已。而且,激光增雨理论在国内外的科学界也有些争议,目前国外还没有成功的个案,仅是一种科学尝试,离最终成为一种能够实际应用的技术还有相当大的距离。” 游积平表示。
 
  对于民众而言,对激光干预天气可能比较担心的是安全问题。它会不会对人、生物或者环境造成什么负面影响呢?游积平表示,用来针对高空云层的激光不会是非常巨大的光束,对人类、鸟类的影响恐怕还没有夜晚的光害来得大。
 
  新尝试:用无人机来催雨
 
  用科学方法人工干预天气,历史并不是很久。美国在上世纪40年代率先提出人工降雨技术,曾尝试把碘化银或干冰射进一块云彩触发降雨,或模仿天然盐分、灰尘和大气中的其他微小颗粒,帮助水滴形成。
 
  游积平告诉记者:“目前人工影响天气常用的技术包括人工增雨、人工消雾、人工防雹、人工消雨等几大方面。人工增雨和消雨公众比较关心,而消雨比增雨更为复杂。寻常的一场小雨,我们还可以尝试一下,真正遇到大暴雨,人类目前还没那个能量能干预得了。”
 
  他介绍,目前国内人工增雨的作业方式有飞机播撒、火箭播撒、高山燃烧炉、高炮播撒。催化剂则主要使用碘化银、液氮、干冰、复合盐高吸湿性暖云催化剂。对于这个领域的最新发展,他表示:“目前在基本原理方面尚没有突破,只是在作业手段上有些新的方法和工具。比如说,国内科学家正在尝试用无人飞机携带催化作业装备和催化剂飞入云层中较为危险但是作业条件合适的部位,通过作业人员在地面遥控无人飞机对云层实施播云催化作业,这种方法能降低作业风险,提高作业效率。”
 
  人工增雨:向天空“要水”的有效手段
 
  曾有报道认为,中国人工干预天气手段的使用是全世界最频繁的。游积平指出,这在西方国家其实也很普遍。“在美国、加拿大、俄罗斯、澳大利亚、阿根廷、南非、以色列等国都经常使用人工干预天气的手段来增雨或防雹,应对灾害性天气。因为地理气候原因,南非、以色列等国使用增雨手段较多,而加拿大、阿根廷等国采用防雹的干预手段比较多。”
 
  在游积平看来,人工增雨在我国还有另一种重要作用。“我国的水存在两大主要问题:一是水资源短缺;二是水污染严重。缓解严峻的水形势,一是节水优先;二是治污为本;三是多渠道开源。

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