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Vol.090 如何科学地制造降雨

在中国,人工降雨是常态。为了求雨,中国气象局 2008 至 2014 年花了 65 亿在全国 357 个市发射了 71 万枚火箭和 535 万发炮弹,带来了 3100 亿升降雨。

但实际上,中国是全世界最热衷人工降雨的国家,除了中国,也就只有日本、印度等少数几个国家会经常实施,在美国,每年花在人工降雨上的钱也只有中国的十分之一。

而在美国国家科学院(NAS)的这份报告中,人工降雨甚至被认为毫无有效性。

人工降雨是否只是一场骗局?为什么中国这么热爱人工降雨?

要明白人工降雨,首先要知道雨是怎么来的。

要知道雨从哪里来,我们先要知道云从哪里来。

简单来说,云就是水蒸气,水蒸气遇冷变成水珠,小水珠聚集变成大水珠,在重力的作用下降落,就是雨。所以,只要有云,就有可能下雨。

但下雨也没那么容易,在这之前,需要先得到水珠,要得到水珠,就需要先形成冰核。

但要得到冰核也挺不容易,需要温度低于零下 40 度,水才能自发冻结核化,并吸收水汽不断长大,最后往下掉。云层下方温度低于 0 度就是雪,高于 0 度,就化成了雨。

所以人工降雨的思路就很清晰了——要么向云里丢冰核,要么把温度降到零下 40 度。

在这之前得先找到合适的云,通常是在 2000 米以上,低于 0 度的冷云。

最常见的的人工冰核是碘化银,一种拥有和冰晶类似六边形结构的黄色粉末,可以有效地吸附水汽形成液滴。

降温的话,通常用干冰,干冰升华会吸收大量热量,创造出零下 40 度的环境,让水汽自然冻结为冰核。

而对于 0 度以上已经充满了微小液滴的暖云,则可以撒盐,吸附小液滴,形成大水滴。

为了把这些东西投放到云里,通常有三种方案:开炮,开飞机和烧香。

在国家气象局的《中华人民共和国气象行业标准》里,我们可以找到气象火箭的内部结构,一支成本 2000 元的火箭最高可以在 8200m 爆炸。

把碘化银填充在火箭的播撒仓里,达到目标云层后延时引信会引发爆破。

为了准确控制火箭爆炸的位置,事先会使用雷达探测确定云层中最适宜播撒碘化银的 -10℃ ~ -20℃ 的位置。根据目标位置设定火箭的出射角度。

升空之后,每 1 克碘化银就能形成数十亿个 1µm 的碘化银粒子,成为冷云里的冰核。

如果需要在暖云里撒盐,还可以用气象飞机,携带吸湿性盐,如食盐、尿素、氯化钙,在飞掠目标云层时播撒。

在上升气流较多的山区,烧香是最省钱的方案,直接在烟炉中焚烧碘化银棒,靠气流将碘化银粉末送上云层就行。

能快点下雨确实没错,但是这样真的能让降雨量变多吗?

这篇来自青海大学的论文,分析了 593 个国内外人工增雨个案数据,得到的结论是平均增雨量为 21.5 % 。其中国内 25 % ,国外 18 % 左右。

这样的成果看起来非常喜人,那为什么还有大量的报告指出人工降雨的有效性毫无根据呢?

这是因为,在研究中往往将人工降雨量与预期降雨量对比,却又缺乏对降雨量的预测手段。毕竟,当一个云团经过人工降雨后,就失去了记录它实际应有降雨量的机会。

所以,能不能增加降雨确实不好说,但是起码可以提前降雨。

比如在 2008 年北京奥运会开幕式前,北京周边地区就累计发射了 1104 枚碘化银降雨火箭,成功提前降雨,造成了万里无云的大好局面,一滴都没有了,想下都下不出来。