人造云霧是如何實現(xiàn)的?

(資料圖)

霧是由懸浮在近地面空氣中緩慢沉降的微小水滴或冰晶等組成的一種膠體系統(tǒng)，是近地面層空氣中水汽凝結(jié)(或凝華)的產(chǎn)物。

根據(jù)能見度 (V) 的不同可將霧分為重霧(V<50米)、濃霧(50米1000米)。在密閉的能見度模擬試驗方艙里，調(diào)節(jié)空氣中液態(tài)水含量和霧顆粒濃度可以模擬出10米至30千米范圍內(nèi)不同的能見度環(huán)境，用于消光系數(shù)測量及能見度儀器檢測或校準。

能見度計量檢測實驗室使用超聲波起霧方式在艙內(nèi)試驗環(huán)境中模擬能見度的變化，通過調(diào)整噴霧時間和流量之間的匹配關系，影響霧顆粒濃度，在循環(huán)風速、相對濕度、溫度等準確可控的條件下，產(chǎn)生氣象光學視程在10米至30千米之間的大氣變化過程。為使霧顆粒物均勻分布，研究人員科學設計循環(huán)風回路，艙內(nèi)風速約為 1-3米/秒。在艙體的不同區(qū)域使用多臺霧滴譜儀和顆粒物檢測儀來監(jiān)測霧顆粒物的分布情況。

就造霧能力而言，在方艙內(nèi)持續(xù)造霧10分鐘后，能見度可從10千米下降到10米以下;就凈化能力而言，10分鐘能見度可達10千米，30分鐘能見度大于20千米。

人工影響天氣的歷史“足跡”嗎?

大約在十九世紀二三十年代，有個叫貝吉龍的瑞典人發(fā)現(xiàn)，極小的冰核可以吸收水汽，使過冷卻水滴變?yōu)榇蟊Ｗ?，最終大到足以成雨落地。這一發(fā)現(xiàn)便是冷云降水過程的主要機制。

隨后，1938年，美國科學家霍爾頓在麻省理工學院試驗站用吸濕性物質(zhì)(氯化鈣)播入暖霧中進行消霧，這是首次符合物理原理并獲得成功的人工影響天氣科學試驗。1939年，德國科學家芬德生從數(shù)以千計的降水云觀測中證明，貝吉龍的假說是成立的，并進一步完善了這一理論，即“貝吉龍-芬德生”理論。

下一個里程碑，當屬美國人文森特·謝弗和英國人馮內(nèi)古特。文森特·謝弗發(fā)現(xiàn)干冰能夠提供大量冰晶，馮內(nèi)古特則找到了有效的、可以作為冰核的物質(zhì)碘化銀。這一發(fā)現(xiàn)開創(chuàng)了人工影響天氣的新時代。

在隨后長達半個多世紀的試驗中，美國、澳大利亞、以色列、俄羅斯、法國、中國等超過100個國家的科學家做了各種嘗試。

在我國古代，古籍中多有祈雨的記載。在清代《廣陽雜記》中，第一次清楚地記載了用土炮轟擊雹云的內(nèi)容。我國最初的人工影響天氣試驗要數(shù)二十世紀五十年代初的山西消雹，1950年7月6日的《山西日報》亦有所記載。針對這次消雹，科學家認為云底與地面間的氣流可以被土炮干擾，進而改變天氣形態(tài)。這種土辦法頗有群眾基礎，當時，有的縣建有專職指揮部，民間甚至流傳出一些經(jīng)驗，如“打云頭，云轉(zhuǎn)向;打云腰，雹云裂;打云尾，防不住”“打早不打遲，打頭不打尾”。

1958年，在吉林省，我國第一次通過飛機開展人工影響天氣作業(yè)。他們一方面請?zhí)K聯(lián)專家協(xié)助制造干冰，一方面學習剛剛編譯的世界氣象組織人工影響天氣的資料，還爭取到中國科學院地球物理研究所的技術(shù)協(xié)助，邁出了我國飛機播撒干冰開展人工影響天氣的第一步。

到了上世紀七八十年代，科學家開始建云物理實驗室。經(jīng)過北京市政府特批，100立方米的云室罐子(實驗室用于檢驗人工影響天氣作業(yè)效果)連夜被送到北京，之后人們在罐子外面蓋好房子，開始研制新型催化劑。

自此，我國使用地面碘化銀燃燒爐、高炮和火箭、飛機等方式開展人工影響天氣作業(yè)的格局逐漸形成。