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人类能影响天气吗?

世界各地都有求雨的习俗。在中国古代,人们认为干旱是因为得罪了龙王,于是设坛祭祀,请来道士呼风唤雨。即使是被称为天下至尊的皇帝,在那个时候也不得不下跪,祈求龙王降下甘霖。但是,求雨只是无助的人们面对干旱时所表达的一种美好愿望而已,并不能真正影响天气。

但到了近代,人类掌握了科学的方法,确实已经能够影响天气。1946年的夏天,美国通用电气公司的科学家文森特·谢弗和同事在一次实验中,为了加快制冷机中的空气降温,扔了一块干冰进去。结果,他们呼出的水蒸气迅速变成了无数小冰晶,制冷机里下起了人造雪。当年11月寒冷的一天,谢弗登上飞机,往一片云中播撒干冰,结果洁白的雪花真的从云中飘然而下,造就了科学史上的一段佳话。中国第一次进行人工影响天气的试验是在1958年。那年夏天,吉林地区发生了50多年未见的奇旱,气象部门为此进行人工降水试验,试验获得了成功。

目前,人工降水技术已趋于成熟,气象工作者已能将适当的催化剂(盐、干冰、碘化银等)播入云中,以此作为凝结核、冰核或致冷剂,来引导云中云滴或冰晶增大而降落,从而形成降水。考虑到环境等因素,用于播云的催化剂必须有效、经济、安全无毒害,而且必须根据云层的不同特性而定。譬如,在温度低于0℃的冷云降水过程中,冰晶浓度起着重要的作用。对于因冰晶浓度不足、降水效率很低的自然云,如果在其过冷却部位播撒致冷剂(如干冰)或人工冰核(如碘化银),就可以增加冰晶浓度,促进冷云降水过程,从而使降水量增加。而在温度高于0℃的暖云中,降水主要通过云滴碰并过程而生成。云滴越大,碰并增长得越快。当云滴半径超过0.04毫米时,它就可以迅速碰并而长成雨滴。在那些大云滴浓度不足的自然云中,如果往云中播撒一定大小的吸湿性物质颗粒或者溶液滴(如盐粒、尿素等),它们就能在云中吸湿而迅速长成大云滴,再通过重力碰并生成雨滴,从而产生降水。

在中国,对于一些经常干旱的省份,人工降水现已成为抗旱的重要手段。1987年,在扑灭大兴安岭特大森林火灾中,人工降水也发挥了重要作用。实际上,人工影响天气还包括人工消雹、人工消雨、人工消雾、人工防霜等。而中国应用得最多的是人工降水和人工消雹。

2008年北京奥运会期间,人工消雨为奥运会顺利进行起到了很好的保障作用。而对于2012年伦敦奥运会开幕式的总导演来说,由于他的设计灵感来源于大文豪莎士比亚的戏剧作品《暴风雨》,充满英国特色的开幕式离不开雨水的支持,所以开幕式那天,气象人员还特地为此做了人工降水作业。

值得一提的是,人类活动还会影响气候,尽管不是出于主观愿望。自工业革命以来,由于人类活动,已有大量的二氧化碳排放到大气中,由此造成全球变暖,从而导致气候异常。而大面积的土地利用,如滥垦乱伐及围湖造田等,使土地覆被发生变化,影响地气系统的热量收支平衡,也会对气候产生不良影响。城市热岛效应就是土地利用对局地气候影响最好例证。