首页 科学与技术 北京日报 (2001-07-11)

从高炮发射到歼击机干预
科技向天取水


别义勋

  6 月中旬以来,北京喜降几场雷雨,其中“每 6 滴雨中就有一滴是科技创造的奇迹”!

  地球上宝贵的淡水,包括河流水、湖泊水、冰川水、地下水,无不来自于自然降雨、降雪。久旱盼甘霖,炎热的北京从 6 月 13 日起,连下了几场大受欢迎的雷雨。听着隆隆的雷声,中国人民解放军人工增雨专家姬永兴告诉我们——

今年北京增雨主要靠高炮增雨弹

  北京市长年开展对密云水库、怀柔水库上游的人工增雨作业,增加了两大水库的蓄水量,对缓解首都供水严重紧缺的状况起到了重要作用。

  北京市今春以来增雨的主要手段,是用高炮把增雨弹打到云朵里,靠炮弹爆炸产生的高温高压使碘化银迅速在云体中播撒。高炮增雨从凝结核凝结、生长到最后形成雨滴降下,一般要有二十多分钟的过程,所以还要考虑作业区的风向风速变化,判断好雨的落区等问题。

  高炮增雨弹爆炸产生的气体冲击波,会使一些小水滴碰撞,生成较大的水滴落下来,这种作用的直接受益者就是炮点周边地区。就像 6 月 13 日那天,海淀区的几个炮点作业完后不到 10 分钟,作业队员就被浑身淋得精湿。老百姓有句话:“炮响雨落”,说的就是这种现象。

  不过炮弹可不是打得越多越好,如果打得太多,不光增不了雨,还可能会把云给打散。

  增雨弹还可以用火箭发射,进行火箭增雨。

  火箭的身手比高炮更高一筹,发射的高度更高,发射过程中有较长的播撒距离,范围更广,所以火箭播撒的碘化银每克产生的凝结核数量也相对更高。

  火箭和高炮增雨,往往只适合在雷雨天气里作业,局限性较大。

  由于发射点固定,云团飘过来,发射点够得着才能打。比如北京延庆有炮点,可云层却出现在大兴,那就只好眼睁睁看云过境、望云兴叹了!

歼击机增雨由我国发明家创造,穿云追雾,机动灵活,作业面广,已成功实施

  发明家姬永兴和课题组的同志们一道成功地发明了歼击机人工增雨新技术,荣获了国家发明奖和军队科技进步奖。那么,歼击机实施人工增雨的优势在哪里?

  姬永兴说,实践证明,在多种人工增雨作业中,飞机已显示出许多明显的优点:比如可以跟踪降雨云层,适时观测追踪云层宏观、微观的变化;可在不同高度上作业,规模大,范围广,效果十分显著。鉴于我国担负人工增雨任务的运输机数量远远满足不了实际需求等原因,我们发明了歼击机人工增雨新技术,并获得了成功。1995 年入春后,内蒙古西部旱情严重,大批牛羊因缺水而死亡。两架歼击机奉命在伊盟升空作业,当天早上 8 时许,先期作业的区域开始降雨,雨势随飞行区域由西向东蔓延,降雨过程持续了 24 小时,受益面积达 5 万多平方公里。

  歼击机干预天气是个创造。1995 年 11 月,全国人工影响天气办公室、中国气象局在北京召开了歼击机人工增雨工作会议,充分肯定了歼击机人工增雨研究所取得的重大成果,决定在全国范围内推广使用。

  今年 5 月以来,我们的战鹰和技术人员奉命奔赴四川和内蒙古等地,实施人工增雨作业。5 月 23 日晚至 6 月 9 日,四川盆地主要旱区出现 4 次有利于人工增雨的天气过程,我机组人员奉命起飞,由于时机掌握准确,4 次增雨全部成功,作业区普降中到大雨,有力支援了国民经济建设。

  歼击机数量多、在全国分布面广,可在不需转场的情况下满足全国大部分地区实施人工增雨作业的需求。更重要的是,对运输机无能为力的强对流云体也能实施作业,具有较广的作业对象。歼击机升限大,可对万米以上云系实施作业;此外,歼击机人工增雨作业费用也相对较低。

人工增雨需要“云水资源”,我国降水云团 80% 跑入海洋

  人工增雨需要有“云水资源”,首先要有可降雨的云系。就是说,天空自然降雨的条件要具备,人工再去触发它,所以没有云不行,满天虽然是云但很薄,含水量很低,也不行。姬永兴说我国的人工增雨平均增水率可达 20%,也就是自然降水量越大,我们人工增雨的作业效率就越高。按这个增水比率,京城 6 月这几场雷雨中,每 6 滴小雨滴中就可能有 1 滴是科技创造的奇迹!

  雨滴的形成需要一个凝结核,是非常细小的冰晶,冰晶吸入周围的水汽,越长越“胖”,在上升气流支撑不住它时就会掉下来成雨。但是气象工作人员根据多年观测,发现北京市上空自然的凝结核浓度并不高,而使用催雨妙法撒播碘化银以后,产生的小晶体和六边形冰晶的晶体很相似,可以成为凝结核,从而吸收周围的水汽,使降水量增加,以实现人工降雨。

  地球上宝贵的淡水来自于雨雪。地球大气层中的水汽平均每年可以降水转化 44 次,约每 8 天转化一次。在大气环流作用下,我国上空每天有来自太平洋和孟加拉湾的降水云团自西向东飘移。这些云团均以自然降雨、降雪等方式到达地面,其降水不超过 20%,其余 80% 以上都白白跑到海洋里去了,致使我国北方淡水资源极度匮乏。

云物理学初揭人工增雨机理

  始创于 20 世纪中叶的云物理学,已初步揭示了成雨及人工增雨机理:冷云上部如有大量冰晶可持续生长,之后落入下部便化为雨滴下降;如果冷云上部没有冰晶或冰晶数量不够,可通过向云中播撒催化剂,生长大量的人工冰晶,形成凝结核,造成降雨过程。1946 年 11 月,美国科学家朗缪尔和助手谢费在过冷层状云中播撒干冰,首次“向天取水”成功,引起了全世界的轰动。自此之后的 50 余年间,世界上先后已有 80 多个国家和地区加入到了“向天取水”的科技行列。

  我国的人工增雨始于 1958 年。1978 年全国科学大会后,人工增雨科学技术受到越来越多的重视,各省市纷纷成立人工影响天气办公室,迅速形成了地面催化、高炮、火箭、飞机数路并进的人工增雨体系。福建古田水库区采用固定目标区人工增雨,增加降水量 21%。1987 年 5 月,在扑灭我国大兴安岭特大森林火灾中,空军飞机进行了多次有效的人工增雨,为扑灭大火发挥了重要作用。1990 年,川东出现了历史上罕见的严重伏旱连秋旱,庄稼枯死,380 余万人、280 余万头牲畜饮水困难。国务院派飞机进行人工增雨,两次增雨成功,降雨量达 20 多毫米,解除了部分旱情。

  姬永兴最后还告诉我们:人工干预天气应是用于抵御自然灾害,造福人类生活。国际有关组织已做了规定与解释。但是,还有少数国家将人工影响战场和干预特定地区天气作为一项重要的军事技术储备着,人工气象作用于战争的话题一直为世界各国所关注和重视。


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