人类可以改变天气吗
来源: 日期: 2023-08-15
由于科技水平有限,在古人的认知里,复杂的天气变化是由“神仙”操纵的,例如《封神榜》里的雷震子,《西游记》里的雷公、电母、龙王等。因此,古代遇到干旱天气时,无能为力下唯一的办法就是举行祈雨仪式。在《三国演义》中,诸葛亮夜观天象,利用“东风”火烧赤壁,利用“大雾”草船借箭,但这也仅仅停留在利用天气“看天吃饭”。
那么,人类可以改变天气吗?现代科技的发展让这个答案变成可能,人们可以从“看天吃饭”到“知天而作”。我们把人类改变天气的方式叫做“人工影响天气”,具体来说,主要有以下几种。
人工增雨
2022年夏天,长时间、大范围的高温让南方很多地区都出现了干旱。一些省份通过向云体播撒制冷剂(如干冰等)、结晶剂(如碘化银等)、吸湿剂(如食盐、尿素等)等,以增加云中冰晶浓度,弥补云中凝结核的不足;当云内凝结潜热释放导致上升气流增强,就会促使云滴增大,加速雨滴的生长过程,从而达到增加降水、缓解干旱的目的。
人工消雨
受到西风带的控制,中国大部分地区的天气系统主要是向东移动的。2008年,为了保证北京奥运会开幕式当天不下雨,就在降水云团的上游(也就是偏西方向),向云层发射了上千发干冰(二氧化碳的固体形态)弹,让水蒸气加快凝结成雨滴,让本来会下在国家体育场的小雨在上游提前就下了。
人工防雹
冰雹灾害是中国主要的气象灾害之一,对农业影响很大。人工防雹的一个思路是“有利竞争”,即在云中撒足够量的催化剂,从而产生大量的冰晶,迅速形成更多的小冰粒,与云中自然雹胚“抢夺”水分,从而达到消除或减轻冰雹灾害的目的。另外一个方法是根据爆炸的原理,一般是在冰雹云形成的初期,向冰雹云中发射炮弹,促使冰雹云消散或减弱,从而达到保护农作物的目的。
人工消雾
人工消雾一般通过播撒制冷剂来消雾,即通过播撒制冷剂产生大量冰晶,消耗雾中的水汽,达到消雾的目的。另外一种方法是直接加热空气使雾滴蒸发。这种方法成本比较高,只适用于小范围区域(如机场跑道等)。
在灾害性天气来临时,人类目前主要采取预防和回避的方式。例如,我们无法改变雷电,但有很多避雷电的措施,最典型的就是安装避雷针。
那么,人类可以任意改变天气吗?答案是不能。
目前,人工影响天气只能借助自然云和降水形成过程,不能人工造云,也不能使不适合降水的云产生降水。首先,实施人工降雨时,云中必须存在过冷水滴(低于0℃),从而催化才能奏效。其次,因为云中的动力过程和微物理过程十分复杂,两者又互相影响,所以采用同样的播云方法,在不同的自然条件下,可能产生完全不同的效果,不同场合的播云结果往往出入很大。最后,因为天气现象的自然变率很大,播云造成的改变较小,要把人为的改变从自然变化中区分开来(即效果检验)是十分困难的。所以,人们对于人工影响天气的实际效果,常常存在着不同的看法和估价。