自古以来,老天爷一直是高兴下雪就下雪,不高兴就不下。有没有办法使老天爷根据人类的需要,让它下雪就下雪呢?
办法是有的,这就是人工降雪。
从本世纪五十年代开始,世界上有许多国家,比如说加拿大、芙囤、英国、苏联、澳大利亚、日本等国,都进行过人工降雨和降雪的试验研究。一般来说,人工降雪比人工降雨的成功率更大。人工降雨可以增加大约20%的雨量,而在高山高寒地区,人工降雪却能增加30~40%的降水量。这是因为高山高寒地区,温度低,水汽容易达到饱和状态,同时,雪晶比雨滴更容易形成。只要人工给大气增加一些结晶核,比较容易促进降雪。我们这里说的人工降雪,不是指广义的人造雪,而是指人工促进降雪而言。换句话说,人工降雪是把不具备降雪条件的云,人为地使它具备条件,从而降落下雪花来。
因此,人工降雪首先必须天空里有云,没有云就象巧妇难做无米炊一样,下不了雪。能下雪的云,一般都是温度在0℃以下的“冷云”。在冷云里,既有水汽凝结的小水滴,也有水汽凝华的小雪晶。但它们都很小很轻,倘若不存在继续生长的条件,它们只能象烟雾尘埃一样悬浮在空中,很难落下来。我们在冬天里经常能看到大块大块的云彩,就是不见雪花飘下来,因为组成这些云彩的雪晶太小,克服不了空气的浮力,降水能力很差。如果在云层里喷撒一些微粒物质,促进雪晶很快地增长到能够克服空气的浮力降落下来,这就是人工降雪的功劳。喷撒什么物质能够促使雪晶很快增长呢? 早期,人们各显神通采用过许多有趣的方法。这些方法主要有:在地面上纵火燃烧,把大量烟尘放到天空里;用大炮袭击云层;利用风筝高飞云中,然后在风筝上通电,闪放电花;乘坐飞机钻进云层喷洒液态水滴和尘埃微粒。但是,这些方法的效果都很不理想。 直到1946年,人们才发现把很小的干冰微粒投入冷云里,能形成数以百万计的雪晶。当年1l月3日,有人在飞机上把干冰碎粒撒到温度为-20℃的高积云顶部,结果发现雪从这块云层中降落下来。
干冰不是由水冻结的冰,而是二氧化碳的固体状态,很象冬天压结实的雪块。我们地球上的人对干冰是陌生的。但在地球的近邻火星,它的皑皑极冠上,却覆盖着数不尽的干冰,就象地球南北极的冰雪一样丰富。火星大气里的二氧化碳含量达到95%以上,而在它的两极,气温又常常降低到-120℃以下,在这样的低温里,二氧化碳直接由气态凝华成干冰。天文学家们常说火星上也下鹅毛大雪,实际上这是由二氧化碳组成的鹅毛大雪.在地球上,要使二氧化碳变成干冰不太容易。首先得让它的气体在低温下经受70个大气的压力,变成液体。然后把液体二氧化碳解除压力,这时它就会膨胀。我们知道,物理学上有一条定律,膨胀导致冷却。液态二氧化碳由于迅速膨胀冷却,就转变成固态的外形极象雪花的晶体。把这种二氧化碳晶体碾压戚块,就成了雪砖似的干冰。干冰的温度很低,在-78.5℃以下。把干冰晶体象天女散花似地喷撒在冷云里,每一颗二氧化碳晶体都成为一个剧冷中心,促使冷云里的水汽、小水滴和小雪晶很快地集结在它的周围,凝华成较大的雪花降落下来。
现在常用碘化银来人工降雪。碘化银是一种黄颜色的化学结晶体,平时作为照相材料里的感光剂使用.碘化银的晶体与雪晶的六角形单体尺寸非常相似,它们单体里的原子排列也十分近似,两者的晶格间距也很接近(碘化银是4.58埃,雪晶是4.52埃)。因此,把碘化银微粒撒在降水能力较差的云层里,使它“冒名”顶替雪晶,便能让云中的水汽和小水滴在“冒名”的晶体上凝华结晶,变成雪花。碘化银几乎不溶于水,但它很容易在氨水、碘化钾、碘化钠和丙酮溶液中溶化。把溶解在氨水等溶液中的碘化银喷撒到云层中,由于氨水等溶液挥发较快,碘化银微粒便析出来,悬浮在云中,成为人造雪晶。一斤碘化银,大约能变成5000万亿颗人造雪晶。换句话说,在合适的条件下,能够促使5000万亿朵雪花降落下来。要是把这些雪花平均铺在一平方公里的土地上,那么,这地方的积雪可能有一米厚。
也有人把这些化学药品装在炮弹里,用大炮发射到云层里去的。不过这种方法喷撒不均匀,药品浪费较大,增加了人工降雪的成本。还有人把它们装在土火箭里,让火箭飞到云里去喷撒的。
我国从六十年代开始,气象部门和地球物理部门的科学家,在祁连山和天山进行过多次人工降雪的试验,效果比较明显。现在人工降雪在我国已经应用很广泛,在我编辑这片文章的时候就看到了一则北京成功实施人工降雪的消息:
北京昨天大雪原是人工催降
“今儿的雪怎么这么大?天气预报不说是小雪吗?”昨天,不少雪中的市民不解地念叨着。经记者了解,昨日的大雪原来是人工催下的。昨天气象部门升空了70枚增雪焰弹,这是近两年单次发射增雪剂最多的一次。
“人工增雪是为了抗旱。”气候中心负责人解释,去年本市遭遇百年罕见的大旱,密云、官厅水库来水量急剧下降,其中密云水库来水量尚不足前年同期的10%,而夏秋高温又加大城市用水、用电量,曾一度造成供水、供电部门超负荷运转。新年伊始的三场雪都用了人工增雪方法,1月3日发射30枚AGI催雪焰弹,5日又发50枚,而昨天是70枚。气象部门专家说,人工增雪不是“人工降雪”,而是让该降的雪下大点,是在有利于降雪的气象条件下进行的。这次进行人工增雪的地点主要在房山、昌平等地。
据悉,这场雪持续时间不会超过24小时,雪后没有大风,气温与前几日不会有明显变化。