——解码人工干预天气
#时事热点头条说##重庆：准备人工降雨高炮弹13770发##人工增雨##人工消雨##2023年台风杜苏芮#
近期京津冀地区突降暴雨，两天时间达到两年的降雨量，多地区受灾严重。本次降雨强度大，主因是台风“杜苏芮”北上，遇太行山阻隔，形成强气压带，再加上空气湿度大，短时间内强降雨造成。面对台风这种极端天气，能否用高射炮将云层打散、打弱甚至打跑，从而降低伤害呢，带着这一疑问查阅相关资料，以下为您解码人工干预天气的技术领域。
一、大陆人工干预天气的历史。
大陆是个多雹灾的国家，特别是在云南，甘肃，山西，河南等省份地区，雹灾对农业生产的破坏相当严重。自明代开始，县志上就有民间抗雹方法的记载，当时人们用土炮土枪轰击雹云，且目睹被击雹云多有减弱或被打散。民间还流传着一些经验，如“打云头，云转向，打云腰，雹云裂，打云尾，防不住”，“打早不打迟，打头不打尾”等等。
据1950年7月6日《山西日报》记载：山西省武乡、左权、神池、保德、昔阳等地，为防春雹，政府开春就部署土炮土枪，并由民兵组成观天组、炮手组、防雹站等，昼夜巡视附近天空，严密监视雹云的出现与发展。该年5月25日天气陡然闷热，武乡县151个村庄警觉起来，当西北方黑云压顶时，上北漳村的土炮首先攻击，打向云头，继而引发上千门土炮土枪齐击云体，迫使雹云四散，仅下少许雨点。这便是新中国成立后，大陆最早开展人工影响天气的防雹作业。
以上两个案例经网络搜索得到，虽然无法考究，但是人民日报所记的真实性还是很强，并且上述地点都处于太行山脉，地势海拔高，只是土炮土枪射程有限，土枪一般射程也就两三百米远，土炮稍微远一些，最低的积雨云层也要有500——1000米高，当时人们一定是将枪炮架在山顶作业才能达到最佳效果。
二、人工降雨和消雨是怎样实现的。
1、“人工增雨弹”的作用是“变相冷空气”。众所周知，当海洋、地面蒸发的水分子上升到一定高度后，会在大气层中集结为不同形状的云层，云层跟随气流移动，移动过程中遇到冷空气便冷凝成珠形成降雨。但是当这股云层移动到的区域没有冷空气时，往往形成的只是阴天或多云天气，这时候向天空中发射“增雨弹”，其主要成分是碘化银等催化剂，使云层中的水汽凝结成雨滴，进而形成降雨。这就是人工降雨的过程（准确的讲更应该是人工增雨），可将增雨弹看作是“变相冷空气”。
人工增雨一般针对的是“层积云”， 也就是大云团、大云块。其主要成分是40微米以内的小水滴，增雨弹使小水滴结合壮大。所以人工增雨有“局限性”，那就是增雨弹不可能对整个“层积云”全面覆盖，这也是为什么有时候同一个城市东边人工降雨，而西边滴雨未下的原因。
2、人工消雨就是让雨“提前下”或“憋着不下”。方式一：在目标区的上风方，通常大约是60—120公里的距离进行人工增雨作业，让雨提前下完；方式二：在目标区上风方，通常大约是30—60公里的距离，往云层里超量播撒冰核，使冰核含量达到降水标准的3至5倍，冰核数量多了，每个冰核吸收的水分就少，无法形成足够大的雨滴。通俗来讲，就是让雨“憋着不下”。
三、大陆干预天气采取的主要方式以及费用成本。
一是飞机作业。1958年吉林省第一次成功开展飞机增雨，一般在春秋或冬季的大型系统性过程降水，云层中云量较多，系统稳定，气象部门利用飞机将碘化银催化剂播撒在云中，通过催化作业进行人工增雨（雪）。因飞机作业运维成本较高，一般情况下很少采用。二是火箭或高炮地面作业。适用于稳定性降水，过程较短且降水分散。如果是在强对流天气经常发生的夏季，尤其是有可能产生冰雹天气的对流单体时，气象部门就会使用三七高炮开展防雹作业，从而减弱甚至是消除冰雹灾害。
上海市第一次实施人工降雨费用高达470万元，主要包括飞机作业、火箭发射装置及火箭弹消耗量、人力、管理费及维修费等。其中一枚火箭弹费用约4000元，发射装置约20万元，单发消雨或增雨弹成本约2千元左右，因一发炮弹影响区域约40平方公里，所以大部分城市或地区开展增雨作业需要6炮左右，如果是消雨作业费用会更高，所以单次作业费用在几十万左右。
四、大众对于人工影响天气的理解误区。
1、本来要下雨的，但是因为种烤烟，政府不让下冰雹，气象局打炮把雨给打跑了！
这个说法是错误的。一般在春季和夏初各地都会出现不同程度的干旱天气，气象部门会抓住每一次天气过程开展人工增雨作业，尽量增加降水量，大家之所以看到阴天了，但是不下雨，那是云层还没有达到可降水的条件，因此才没有下雨。
而人工防雹作业是利用高炮发射炮弹到冰雹云中，利用炮弹中碘化银的催化和产生的振动作用，使冰雹云中的雹粒变软。既可以将冰雹化为雨水降落，使固态变成液态水降到地面，也可以将云中水汽化为雨滴，防雹的同时也达到增加降水的效果。
2、催化剂不会对环境造成污染。
通常采用的催化剂成分是干冰（固体二氧化碳）、液氮、碘化银等，这些催化剂具有很高的成冰能力，每次作业只需少量即可。以常用的冷云催化剂来说，干冰、液氮汽化后成为二氧化碳和氮气，这些都是空气的主要组成部分，因此它们都是“生态安全催化剂”，不会污染环境。
根据每次人工影响天气作业后的环境监测数据显示，作业区域水体和土壤中积累的银离子浓度远低于世界卫生组织规定的浓度，所以正确使用催化剂不会造成环境污染。
3、人影作业会把下游的雨“打跑”吗？
遇到大范围降水过程，云中所含的水汽是不断补充的，云系随上升气流的变化而不断更新。在每次降雨过程中，云中的水汽都是充足的，人工催化增雨量相当于降水的一小部分，所以，人工催化作业对水汽通量的影响非常小。
在一定距离之外，下游降水的云体往往不是上游催化的云体。云带是由较小的云体组成，云体不断生消更新，不会像河水那样，上游截留，下游就会减少。
4、人工增雨是想增就能增的？
人工增雨不是人们肉眼只要能看见云就可以降下雨水的，而是必须具备一定的作业条件。一是在降水性天气系统背景下，处于发展阶段的积雨云、浓积云，回波顶高处在-5℃— -20℃之间，强度大于5dbZ，云层厚度在3公里以上，水汽含量为3克/立方米以上。二是在抗旱期间，云回波顶高在-5℃以上，强度大于5dbZ，处于发展阶段，出现雨幡或降水时，也可对大范围系统降水性层状云作业。三是孤立的积雨云、移速快的浓积云、干雷暴云层。四是降水过程过境后,处于减弱衰亡的对流云；一般层状云均不利于增雨作业。
5、防雹弹想打就能打的？
拿人工防雹来说，必须依靠科学、有效、及时的指挥才能对即将出现的灾害给予及时有效的预防，而气象雷达就是观察气象要素的眼睛，它可探测气象要素和各种天气现象，并能用准确和连续的图像显示距离、方位、强度等要素，气象雷达不仅具有高时空分辨率，而且平均径向速度场对强对流天气监测具有一定的超前性，临近预报优势明显，有“千里眼”之称。各个地区多采用的雷达指挥系统是多普勒雷达、X波段天气雷达和小型数字化天气雷达。各级指挥人员通过雷达回波图对雷达回波强度、回波顶高、基本速度、含水量等等进行分析，根据不同参数决定是否进行人工干预作业，而不是想什么时候作业就什么时候作业，想打几发炮弹就打几发炮弹。
五、人为干预天气的范围和能力有限。
1、人为因素只能针对小范围且较弱的降水产生影响。典型的例子是2008年北京奥运会开幕式当天，气象部门就采取了人工消云减雨措施，空地协同一起展开作业，共发射1104枚火箭弹，既让一部分雨提前下在了北京西部和西北部上游地区，又打散了一部分鸟巢附近的积雨云，从而保障了开幕式的“万里无云”。
2、在强灾害性气候面前“人力”有限。当云层随着气流运动的时候，只要人为制造的气流足够强大，吹散云层应该不在话下，但驱动整体云层的气流是受到来自于地球旋转、地球温度、气压差值等因素的影响，是地球在太阳系规则下形成的，遇到极端天气，人为力量远不足以与之抗衡。
就拿第五号台风“杜苏芮”来说，其中心附近风力高达16级，当风力达到12级时，每立方米的风压可达230公斤，可轻易将万吨巨轮如同白纸般在风中飘荡，一切桥梁、车辆和建筑物都会在它面前瞬间变得脆弱。如果风力达到17级，飓风所到之处大概率将变成一片废墟，它所产生的能力，相当于十亿吨TNT当量的原子弹，这是五万颗广岛原子弹爆炸的力量，在如此“神力”面前，人类能做的微不足道。
所以拿“高射炮”将台风“赶跑”的想法不切实际，我们只能期待人类科技不断进步，将来卫星遥感技术不断加强，从而有效规避极端天气带来的灾害。