六問讀懂“人工增雨”：為啥不是“人工降雨”？
（圖片來源：國家氣候中心）
有網(wǎng)友問：“高溫這么長時(shí)間，為何不能一直增雨降溫？”“人工增雨播撒催化劑對環(huán)境有沒有影響？”今天，我們以6個小問題引入，一起來盤一盤人工增雨這件事兒。
一問：什么是人工增雨？為啥不是“人工降雨”？
在了解人工增雨之前，我們首先需要知道——雨從何處來？
雨，是從云中降落的水滴，陸地和海洋表面的水蒸發(fā)成水蒸氣，水蒸氣上升到一定高度后遇冷變成小水滴，這些小水滴便組成了云，它們在云里互相碰撞合并成大水滴，當(dāng)它大到空氣托不住的時(shí)候就從云中落下來，形成了雨。
因此，要形成降雨，必須滿足三個條件，云中水汽充沛、上升氣流運(yùn)動以及足夠多的凝結(jié)核或冰核。
（圖片來源：中國氣象報(bào)社）
人工影響天氣（人工增雨是其中一種）是指為避免或減輕氣象災(zāi)害，合理利用氣候資源，在適當(dāng)天氣條件下，通過科技手段對局部大氣的物理、化學(xué)過程進(jìn)行人工影響，實(shí)現(xiàn)增雨（雪）、防雹、消雨、消霧、防霜等目的的活動。
（圖片來源：中國氣象報(bào)社）
人工增雨不等于人工降雨，催化劑的作用就像是“鹵水點(diǎn)豆腐”，但前提是有“鹵水”才能點(diǎn)出豆腐來，也就是天氣已經(jīng)滿足了降雨的基本條件（水汽充沛、上升氣流運(yùn)動），人工增雨才能發(fā)揮作用。
二問：人工增雨怎么“增”？
自古以來，人們就幻想能夠控制天氣。中國清代的《廣陽雜記》就載有：“夏五、六月間，常有暴風(fēng)起，黃云自山來，必有冰雹，土人見黃云起，則鳴金鼓，以槍炮向之施放，即散去。”意思是夏天，常有暴風(fēng)雨，古人見黃色的云氣滾滾而來時(shí)就鳴鼓并用土炮向天空射去，使黃色的云氣散開以此達(dá)到防雹的效果。這是中國古代用土炮防雹的生動描述。
可以看到，我國勞動人民很早以前就有了想人為干預(yù)天氣的想法和實(shí)踐，但是由于當(dāng)時(shí)科學(xué)技術(shù)的落后，這些實(shí)踐以失敗告終。
現(xiàn)在，我們?nèi)斯ぴ鲇甑姆绞街饕峭ㄟ^向云中撒播催化劑來增加凝結(jié)核，比如鹽粉、干冰或碘化銀等，也可利用聲波、飛秒激光、帶電粒子等手段，來促進(jìn)水氣凝結(jié)、云滴碰并增長等云雨轉(zhuǎn)化過程，形成降水落到地面。
為應(yīng)對高溫干旱天氣，湖北宜昌市氣象部門搶抓有利時(shí)機(jī)，開展人工增雨作業(yè)
（文/圖來源：唐巧珍、冷鵬飛、王罡）
三問：“催化劑”如何送往云端？
如何將催化劑送到云中？這就要看人工影響天氣作業(yè)中的那些“爆款”裝備了！增雨作業(yè)方式上，常規(guī)的是通過飛機(jī)、高炮、火箭、地面燃燒爐等向云中播撒催化劑。
用地面燃燒爐：一般而言，地面燃燒爐主要用于交通不便的山區(qū)或是較難申請作業(yè)空域的地區(qū)，作業(yè)人員通過燃燒含催化劑的焰條，將人工冰核送入云中。
地面燃燒爐裝置
用飛機(jī)：飛機(jī)作業(yè)可以根據(jù)不同的云層條件和需要，攜帶催化劑及其播撒裝置或掛載飛機(jī)焰彈發(fā)射系統(tǒng)等，在合適的云層位置進(jìn)行增雨作業(yè)。此外，飛機(jī)上還可以裝載探測儀器進(jìn)行云微結(jié)構(gòu)的觀測和催化前后云宏、微觀狀態(tài)變化的追蹤監(jiān)測。飛機(jī)作業(yè)機(jī)動性強(qiáng)， 催化作業(yè)面積大，增雨效果好。
正在作業(yè)中的人影（人工影響天氣）飛機(jī)
用高炮/火箭：高炮和火箭相對于飛機(jī)機(jī)動性較差，適合于在固定目標(biāo)區(qū)（如為水庫增水）作業(yè)，特別是對飛機(jī)飛行安全有威脅的對流云進(jìn)行催化作業(yè)。
人影高炮
一般情況下，當(dāng)催化劑成功送達(dá)15分鐘至20分鐘后，降雨的效果便很顯而易見了。
在我國，實(shí)施人工影響天氣活動，必須嚴(yán)格遵守相關(guān)法律、法規(guī)及規(guī)范，遵守嚴(yán)格的人工影響天氣作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。人工增雨用飛機(jī)、火箭和高炮等在增雨作業(yè)前，必須先申請作業(yè)空域，并嚴(yán)格在批準(zhǔn)的空域時(shí)間內(nèi)發(fā)射人工增雨專用火箭彈、炮彈，以確保作業(yè)安全。
（圖片來源：中國氣象報(bào)社）
四問：人工增雨要看“云”施策？
說到這個問題，就要提到一個概念，原來高空的云居然還有“冷暖”之分。由于冷云（云內(nèi)溫度在0 以下）和暖云（云內(nèi)溫度在0 以上）的降水機(jī)制不同，對不同“冷暖”的云進(jìn)行人工增雨，使用的催化劑也是不同的。
對冷云的人工增雨，傳統(tǒng)方式通常是播撒碘化銀、干冰等成冰劑或制冷劑，增加云中冰晶濃度，以彌補(bǔ)云中冰核的不足，達(dá)到降雨或增加雨強(qiáng)的目的。
（圖片來源：中國氣象局氣象宣傳與科普中心）
對暖云的人工增雨，則通常是向云中播撒鹽粉等吸濕劑，使云中迅速形成一批大云滴，它們能通過碰并過程迅速長大成雨滴，“過度肥胖”的它們“體重”暴增，上升氣流給的支撐終于抵不住重力的作用，只好掉了下來，形成了降雨。
（圖片來源：中國氣象局氣象宣傳與科普中心）
五問：高溫天，為何不能一直增雨降溫？
愿望是美好的，但是，人工增雨可不是想增就增的！
首先，有云才有雨，但不是所有的云都有降水潛力。人工增雨的云需要滿足三個條件，云層厚度要大于2公里；云中要水汽充沛；有上升氣流區(qū)。一般來說，晴天的積云和層積云不易產(chǎn)生降水，而積雨云（冰水共存的混合云）則比較有利于云滴增長為雨滴。
因此，前段時(shí)間持續(xù)高溫，重慶等多地連日“晴空萬里，沒有一絲云彩”，自然是不滿足人工增雨條件的。
8月25日，中國氣象局人工影響天氣中心聯(lián)合四川省氣象局，調(diào)用兩架大型無人機(jī)組織實(shí)施人工增雨作業(yè)，作業(yè)面積達(dá)6000平方公里
（圖片來源：央視新聞）
六問：人工增雨作業(yè)會污染大氣嗎？是否會帶來氣候連鎖反應(yīng)？
其實(shí)，人工影響天氣作業(yè)采用的催化劑主要是干冰（固體二氧化碳）、液氮、碘化銀等，這些催化劑具有很高的成冰能力，每次作業(yè)只需要少量。
以常用的冷云催化劑來說，干冰、液氮汽化后成為二氧化碳和氮?dú)狻际强諝獾闹饕M成部分，因此它們都是“生態(tài)安全催化劑”，當(dāng)然不會污染環(huán)境。
另外，長期監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，飛機(jī)人工影響天氣作業(yè)和火箭人工影響天氣作業(yè)等使用的碘化銀用量非常小，作業(yè)區(qū)域水體和土壤中積累的銀離子濃度遠(yuǎn)低于世界衛(wèi)生組織規(guī)定的濃度。
所以，正確使用人工影響天氣催化劑不會造成環(huán)境污染。
那么，人工干預(yù)是否會帶來氣候連鎖反應(yīng)？
其實(shí)，地球水循環(huán)系統(tǒng)是周而復(fù)始的。而空中云水資源主要分布在對流層大氣中。
地球水文循環(huán)示意圖。
?。▓D片來源：世界氣象組織）
按照空中云水資源形成的條件和過程來看，它是一種可再生資源，且人工影響天氣作業(yè)常常是幾十公里的中小尺度，不會影響到整個氣候系統(tǒng)。
專家顧問：中國氣象局人工影響天氣中心二級研究員 姚展予
圖片來源：除已標(biāo)明外，其它圖片由孫楠、李根攝影，青海氣象局提供
審核：段昊書 葉海英
出品：科普中國
作者：劉丹 張娟 張格苗（中國氣象報(bào)社）
監(jiān)制：中國科普博覽
