連日來,極端高溫持續炙烤著全國多地,很多人都在經歷酷暑的“烤”驗。面對滾滾熱浪,人們不禁期盼:趕緊下場雨吧,來場人工降雨也行,下雨才能涼快點兒。
然而,實際情況是,去年重慶為緩解高溫曾密集發射增雨火箭彈,但效果甚微。“除了高溫沒打下來,啥都打下來了”“鍋碗瓢盆滿天飛,窗戶都差點吹飛了”……
重慶人工降雨失敗成為網絡群嘲的段子。這恰恰揭示了人工降雨的本質:它不是想降雨就能降雨的“許愿池”,而是需要精準把握“天時地利”的科學實踐。
破解自然密碼:水的循環
自然界的水循環系統,堪稱一部精密運作的生命機器,太陽的光輝賦予海洋、湖泊和河流的能量,促使水分蒸發,化身為輕靈的水蒸氣,徐徐上升至廣袤的天空。
在這里,水蒸氣遇冷凝結,形成微小的水珠,如同無數顆珍珠點綴在云層之中。隨著水珠不斷聚合,其質量漸增,直至最終超越空氣的承載極限,化作滋養萬物的雨水,灑落大地。
然而,自然的饋贈并不總是均衡分配,干旱與洪澇的交替出現,考驗著人類的生存智慧。正是在這種背景下,人工降雨技術應運而生,它試圖通過對自然降水循環的精細調控,為缺水區域帶來及時雨,保障農業生產和社會穩定。
揭開人工降雨面紗:科學的魔法
人工降雨,實質上是一項基于深厚自然科學理論的應用實踐,它要求操作人員具備精準的氣象判斷能力和嫻熟的操作技巧,而且只有云已經降水或者近于降水的條件下,人工方法才能發揮作用。而不是像電影中演的那樣,大晴天就能變出一朵云來下雨。
實際操作中,人工降雨主要通過兩種途徑實現:一種是利用高炮、飛機、火箭,將催化劑在合適時段按照所需要的劑量輸送到云層合適的部位,以此改變云體內水珠的分布狀態,促使其快速凝結成較大雨滴,加速降水過程。
另一種是在地面布置燃燒爐,利用上升氣流將催化劑輸送入云,成為云中水滴的凝聚核,使得水滴在其周圍迅速凝聚,間接影響云體結構,促進降水。
在這背后,催化劑的選用至關重要。針對溫度較低的冷云,科研人員常選擇碘化銀(AgI)作為人工冰核,這是因為AgI具有良好的結晶性能,在低溫環境下能夠迅速轉變為冰晶,充當起核心凝結點,吸引更多水汽圍繞其凝結,最終形成穩定的降水體系。
而對于溫度較高的暖云,則傾向于使用吸濕性強的物質,如食鹽(NaCl)、尿素[CO(NH2)2]或氯化鈣(CaCl2)等,這類物質能夠在濕潤環境中迅速溶解并吸收大量水分,促使分散的小水滴迅速增大,進而加速碰撞過程,促成更大雨滴的形成,提高降水效率。
成敗關鍵:大自然設定的“門檻”
然而,技術僅是工具,成敗關鍵仍在于嚴苛的自然條件。人工降雨要“退燒”,面臨的核心限制正是大自然的“門檻”。
第一個無法逾越的門檻是“合適的云”。若萬里晴空或薄云淡霧,技術再強也徒勞。理想的云必須水汽充沛,這是降水的根基。對于常用的冷云催化法,云中還需蘊含大量低于冰點卻未凍結的“過冷水滴”,作為催化劑作用的“舞臺”。同時,適度的上升氣流不可或缺,它維系云體發展,也是輸送催化劑的自然通道。狂暴的強對流云風險過高且難以控制,并非理想對象。
即便“天賜良云”,其影響也極為有限。人工降雨的影響范圍通常僅限作業點下風方向幾十平方公里,帶來的降溫幅度微乎其微,往往只有1-3℃,且這份清涼僅能維持數小時。時機更是苛刻,需提前精準預判云的生成消失與移動,抓住短暫的時間窗口。面對突發高溫,臨時“求雨”退燒,常常力不從心。
探索未知邊界:自然與科技的協奏曲
人工降雨技術的每一次嘗試,都是對自然界深層運行規則的探索與解讀,它讓我們更加深刻地體會到人與自然的密切關系,同時也提醒我們,要尊重自然、敬畏自然。未來,隨著科學研究的不斷完善,人工降雨有望在緩解旱情、調節局部氣候等方面發揮更加重要的作用。
人工降雨不僅是科技與自然的完美融合,更是人類智慧與創造力的生動體現。它表明,即使面對強大的自然偉力,人類依然能通過不斷探索,找到與自然的和諧共處之道,創造更美好的生活。
(作者鄒曉川系重慶第二師范學院生物與化學工程學院教授,張祺鑫、郭一博均系重慶第二師范學院應用化學專業本科生)