——解碼人工幹預天氣
#時事熱點頭條說##重慶：準備人工降雨高炮彈13770發##人工增雨##人工消雨##2023年台風杜蘇芮#
近期京津冀地區突降暴雨，兩天時間達到兩年的降雨量，多地區受災嚴重。本次降雨強度大，主因是台風“杜蘇芮”北上，遇太行山阻隔，形成強氣壓帶，再加上空氣濕度大，短時間内強降雨造成。面對台風這種極端天氣，能否用高射炮将雲層打散、打弱甚至打跑，進而降低傷害呢，帶着這一疑問查閱相關資料，以下為您解碼人工幹預天氣的技術領域。
一、大陸人工幹預天氣的曆史。
大陸是個多雹災的國家，特别是在雲南，甘肅，山西，河南等省份地區，雹災對農業生産的破壞相當嚴重。自明代開始，縣志上就有民間抗雹方法的記載，當時人們用土炮土槍轟擊雹雲，且目睹被擊雹雲多有減弱或被打散。民間還流傳着一些經驗，如“打雲頭，雲轉向，打雲腰，雹雲裂，打雲尾，防不住”，“打早不打遲，打頭不打尾”等等。
據1950年7月6日《山西日報》記載：山西省武鄉、左權、神池、保德、昔陽等地，為防春雹，政府開春就部署土炮土槍，并由民兵組成觀天組、炮手組、防雹站等，晝夜巡視附近天空，嚴密監視雹雲的出現與發展。該年5月25日天氣陡然悶熱，武鄉縣151個村莊警覺起來，當西北方黑雲壓頂時，上北漳村的土炮首先攻擊，打向雲頭，繼而引發上千門土炮土槍齊擊雲體，迫使雹雲四散，僅下少許雨點。這便是新中國成立後，大陸最早開展人工影響天氣的防雹作業。
以上兩個案例經網絡搜尋得到，雖然無法考究，但是人民日報所記的真實性還是很強，并且上述地點都處于太行山脈，地勢海拔高，隻是土炮土槍射程有限，土槍一般射程也就兩三百米遠，土炮稍微遠一些，最低的積雨雲層也要有500——1000米高，當時人們一定是将槍炮架在山頂作業才能達到最佳效果。
二、人工降雨和消雨是怎樣實作的。
1、“人工增雨彈”的作用是“變相冷空氣”。衆所周知，當海洋、地面蒸發的水分子上升到一定高度後，會在大氣層中集結為不同形狀的雲層，雲層跟随氣流移動，移動過程中遇到冷空氣便冷凝成珠形成降雨。但是當這股雲層移動到的區域沒有冷空氣時，往往形成的隻是陰天或多雲天氣，這時候向天空中發射“增雨彈”，其主要成分是碘化銀等催化劑，使雲層中的水汽凝結成雨滴，進而形成降雨。這就是人工降雨的過程（準确的講更應該是人工增雨），可将增雨彈看作是“變相冷空氣”。
人工增雨一般針對的是“層積雲”， 也就是大雲團、大雲塊。其主要成分是40微米以内的小水滴，增雨彈使小水滴結合壯大。是以人工增雨有“局限性”，那就是增雨彈不可能對整個“層積雲”全面覆寫，這也是為什麼有時候同一個城市東邊人工降雨，而西邊滴雨未下的原因。
2、人工消雨就是讓雨“提前下”或“憋着不下”。方式一：在目标區的上風方，通常大約是60—120公裡的距離進行人工增雨作業，讓雨提前下完；方式二：在目标區上風方，通常大約是30—60公裡的距離，往雲層裡超量播撒冰核，使冰核含量達到降水标準的3至5倍，冰核數量多了，每個冰核吸收的水分就少，無法形成足夠大的雨滴。通俗來講，就是讓雨“憋着不下”。
三、大陸幹預天氣采取的主要方式以及費用成本。
一是飛機作業。1958年吉林省第一次成功開展飛機增雨，一般在春秋或冬季的大型系統性過程降水，雲層中雲量較多，系統穩定，氣象部門利用飛機将碘化銀催化劑播撒在雲中，通過催化作業進行人工增雨（雪）。因飛機作業運維成本較高，一般情況下很少采用。二是火箭或高炮地面作業。适用于穩定性降水，過程較短且降水分散。如果是在強對流天氣經常發生的夏季，尤其是有可能産生冰雹天氣的對流單體時，氣象部門就會使用三七高炮開展防雹作業，進而減弱甚至是消除冰雹災害。
上海市第一次實施人工降雨費用高達470萬元，主要包括飛機作業、火箭發射裝置及火箭彈消耗量、人力、管理費及維修費等。其中一枚火箭彈費用約4000元，發射裝置約20萬元，單發消雨或增雨彈成本約2千元左右，因一發炮彈影響區域約40平方公裡，是以大部分城市或地區開展增雨作業需要6炮左右，如果是消雨作業費用會更高，是以單次作業費用在幾十萬左右。
四、大衆對于人工影響天氣的了解誤區。
1、本來要下雨的，但是因為種烤煙，政府不讓下冰雹，氣象局打炮把雨給打跑了！
這個說法是錯誤的。一般在春季和夏初各地都會出現不同程度的幹旱天氣，氣象部門會抓住每一次天氣過程開展人工增雨作業，盡量增加降水量，大家之是以看到陰天了，但是不下雨，那是雲層還沒有達到可降水的條件，是以才沒有下雨。
而人工防雹作業是利用高炮發射炮彈到冰雹雲中，利用炮彈中碘化銀的催化和産生的振動作用，使冰雹雲中的雹粒變軟。既可以将冰雹化為雨水降落，使固态變成液态水降到地面，也可以将雲中水汽化為雨滴，防雹的同時也達到增加降水的效果。
2、催化劑不會對環境造成污染。
通常采用的催化劑成分是幹冰（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，每次作業隻需少量即可。以常用的冷雲催化劑來說，幹冰、液氮汽化後成為二氧化碳和氮氣，這些都是空氣的主要組成部分，是以它們都是“生态安全催化劑”，不會污染環境。
根據每次人工影響天氣作業後的環境監測資料顯示，作業區域水體和土壤中積累的銀離子濃度遠低于世界衛生組織規定的濃度，是以正确使用催化劑不會造成環境污染。
3、人影作業會把下遊的雨“打跑”嗎？
遇到大範圍降水過程，雲中所含的水汽是不斷補充的，雲系随上升氣流的變化而不斷更新。在每次降雨過程中，雲中的水汽都是充足的，人工催化增雨量相當于降水的一小部分，是以，人工催化作業對水汽通量的影響非常小。
在一定距離之外，下遊降水的雲體往往不是上遊催化的雲體。雲帶是由較小的雲體組成，雲體不斷生消更新，不會像河水那樣，上遊截留，下遊就會減少。
4、人工增雨是想增就能增的？
人工增雨不是人們肉眼隻要能看見雲就可以降下雨水的，而是必須具備一定的作業條件。一是在降水性天氣系統背景下，處于發展階段的積雨雲、濃積雲，回波頂高處在-5℃— -20℃之間，強度大于5dbZ，雲層厚度在3公裡以上，水汽含量為3克/立方米以上。二是在抗旱期間，雲回波頂高在-5℃以上，強度大于5dbZ，處于發展階段，出現雨幡或降水時，也可對大範圍系統降水性層狀雲作業。三是孤立的積雨雲、移速快的濃積雲、幹雷暴雲層。四是降水過程過境後,處于減弱衰亡的對流雲；一般層狀雲均不利于增雨作業。
5、防雹彈想打就能打的？
拿人工防雹來說，必須依靠科學、有效、及時的指揮才能對即将出現的災害給予及時有效的預防，而氣象雷達就是觀察氣象要素的眼睛，它可探測氣象要素和各種天氣現象，并能用準确和連續的圖像顯示距離、方位、強度等要素，氣象雷達不僅具有高時空分辨率，而且平均徑向速度場對強對流天氣監測具有一定的超前性，臨近預報優勢明顯，有“千裡眼”之稱。各個地區多采用的雷達指揮系統是多普勒雷達、X波段天氣雷達和小型數字化天氣雷達。各級指揮人員通過雷達回波圖對雷達回波強度、回波頂高、基本速度、含水量等等進行分析，根據不同參數決定是否進行人工幹預作業，而不是想什麼時候作業就什麼時候作業，想打幾發炮彈就打幾發炮彈。
五、人為幹預天氣的範圍和能力有限。
1、人為因素隻能針對小範圍且較弱的降水産生影響。典型的例子是2008年北京奧運會開幕式當天，氣象部門就采取了人工消雲減雨措施，空地協同一起展開作業，共發射1104枚火箭彈，既讓一部分雨提前下在了北京西部和西北部上遊地區，又打散了一部分鳥巢附近的積雨雲，進而保障了開幕式的“萬裡無雲”。
2、在強災害性氣候面前“人力”有限。當雲層随着氣流運動的時候，隻要人為制造的氣流足夠強大，吹散雲層應該不在話下，但驅動整體雲層的氣流是受到來自于地球旋轉、地球溫度、氣壓內插補點等因素的影響，是地球在太陽系規則下形成的，遇到極端天氣，人為力量遠不足以與之抗衡。
就拿第五号台風“杜蘇芮”來說，其中心附近風力高達16級，當風力達到12級時，每立方米的風壓可達230公斤，可輕易将萬噸巨輪如同白紙般在風中飄蕩，一切橋梁、車輛和建築物都會在它面前瞬間變得脆弱。如果風力達到17級，飓風所到之處大機率将變成一片廢墟，它所産生的能力，相當于十億噸TNT當量的原子彈，這是五萬顆廣島原子彈爆炸的力量，在如此“神力”面前，人類能做的微不足道。
是以拿“高射炮”将台風“趕跑”的想法不切實際，我們隻能期待人類科技不斷進步，将來衛星遙感技術不斷加強，進而有效規避極端天氣帶來的災害。