人工降雨
以前的人们时常通过祭天仪式,祈祷来年风调雨顺。由于当时的科技不发达,人们只能将自己风调雨顺的美好愿望寄托于神明。至于靠自己的力量调节天气,人们是想也不敢想的。现在,随着社会的进步和科学的发展,人工影响天气不再是个梦想,经过科学家们不断的探索和研究,人工降雨这个梦想终于实现了。
人们通过研究发现,云是由于空气垂直运动的结果,空气上升时,地表的水汽也同时被空气夹带着升空。在这个过程里会有一部分水汽蒸发掉,另外一部分则升入云里,冷却凝结后成为云中水汽的一部分。云中水汽的含量是决定高空的云是否下雨的一部分原因,云中供水汽凝结的凝结核的多少是另一部分原因。在云中的水汽含量就算特别大,如果凝结核的数量非常少甚至没有,那么水汽是不会充分凝结的,也不会充分地降水。有的小水滴就算降下来,也会因为量少而在半途中被蒸发。于是,人们通过这点想出了一个办法:根据云的性质、高度、厚度等情况,分别向云体撒播致冷剂(如干冰和丙烷等)、结晶剂(如碘化银和碘化铅等)、吸湿剂(如食盐和尿素等和水雾等),由此改变云滴的大小、分布和性质,干扰中气流,改变浮力平衡,加速其生长过程,最终达到降水的目的。在1890年,美国国会曾经拨款1万美元,利用火炮、火箭和气球,在云中进行爆炸摧云造雨的实验。
在1918年,法国科学家们把装满致冷物质——液态气体的炮弹发射到空中,进行爆炸造雨的实验。之后,分别在1921和1924年,美国恰菲教授先后两次用飞机向云层播撒带电沙粒,试图促使云层碰撞而降雨。还有人设想通过加热气层以抬升空气,或利用鼓风机抬升空气等方法促使降雨形成。然而遗憾的是尽管大家尝试了种种方法,但这些方法不是收效甚微就是完全失败。
诺贝尔化学奖得主、美国物理化学家朗缪尔,在1932年获得诺贝尔奖后,便开始了对人工降雨的研究,并在1946年首次实现了人工降雨这个梦想。
1946年7月的一天,骄阳当空,酷热难熬。朗缪尔正紧张地进行实验,忽然电冰箱不知因何处设备故障而停止制冷,冰箱内的温度降不下去,他决定采用干冰(固态二氧化碳)降温。干冰气化热很大,常压下能急剧转化为气体,吸收环境热量而制冷,可使周围温度降到-78℃左右。当他刚把一些干冰放进冰箱的冰室中时,一幅奇妙无比的图景出现了:小冰粒在冰室内飞舞盘旋,霏霏雪花从上落下,整个冰室内寒气逼人,人工云变成了冰和雪。朗缪尔分析这一现象认识到:尘埃对降雨并非绝对必要,干冰具有独特的凝聚水蒸气的作用,而温度降低也是使水蒸气变为雨的重要因素之一。他不断调整加入干冰的量和改变温度,发现只要温度降到-40℃以下,人工降雨就有成功的可能。
于是,在1946年的一天,在他的指挥下,一架飞机腾空而起,实验人员将207千克干冰撒入云海。30分钟后,狂风骤起,下起了倾盆大雨,第一次人工降雨实验获得成功。
朗缪尔开创了人工降雨的新时代。根据过冷云层冰晶成核作用的理论,科学家们又发现可以用AgI等作为“种子”进行人工降雨,效果比干冰更好。而且,它可以在地上撒播,利用气流上升的作用,飘浮到空中的云层里,比干冰降雨简便易行。
随着气象科学技术的发展和人类社会的不断进步,人们征服自然和改造自然的能力不断增强。人工降雨实现了人类改变天气的梦想,让人类摆脱了靠天吃饭的命运。可以说,人工降雨的出现,极大地缓解了干旱天气的程度,帮助了人们的农业生产。因此,人工降雨的发明,是人类历史上的一个里程碑,它标志着人类在改造自然方面取得了出色成就,也标志着气象科学发展到了一个新的水平。
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