現(xiàn)代新型人工降雨技術(shù)淺析

崔福濤 原久淞 楊明 張智超 尹思懿 吳楊

[摘要]我國(guó)目前進(jìn)行人工降雨作業(yè)的主流方法，一是飛機(jī)播撒冷卻劑或催化劑，二是向云層開(kāi)炮或發(fā)射火箭。人工降雨技術(shù)發(fā)展到今天，已經(jīng)向多樣化方向轉(zhuǎn)變，許多新型科技手段逐漸被開(kāi)發(fā)并采用到人工降雨技術(shù)中。

[關(guān)鍵詞]人工降雨技術(shù)；人工增雨；合理應(yīng)用

[中圖分類(lèi)號(hào)]P481 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

引言

近幾年來(lái)，遼寧營(yíng)口及周邊地區(qū)進(jìn)行人工降雨作業(yè)主要采用發(fā)射人工降雨火箭彈的方式進(jìn)行人工增雨作業(yè)。人工降雨技術(shù)發(fā)展到今天，已經(jīng)向多樣化方向轉(zhuǎn)變，許多新型科技手段逐漸被開(kāi)發(fā)并采用到人工降雨技術(shù)中。多種多樣的人工降雨技術(shù)將在不同領(lǐng)域?yàn)槿祟?lèi)的生產(chǎn)生活提供幫助。

1 利用高壓電技術(shù)進(jìn)行人工降雨

利用高壓電技術(shù)進(jìn)行人工降雨作為高壓電技術(shù)的最新應(yīng)用方向之一，目前已經(jīng)在大氣水資源綜合利用方面取得了重大突破。研究人員在阿聯(lián)酋沙漠地區(qū)進(jìn)行試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中利用50個(gè)500W的放電裝置組成了放電系統(tǒng)作為實(shí)驗(yàn)裝置的主要組成部分，裝置運(yùn)行時(shí)放電系統(tǒng)放電產(chǎn)生等離子體。等離子體中陽(yáng)離子向地表擴(kuò)散過(guò)程中逐漸被吸收，同時(shí)陽(yáng)離子中的電子會(huì)吸附在空氣中的O2分子上形成O2-，在陽(yáng)光加熱作用下O2-會(huì)隨著空氣對(duì)流向高空運(yùn)動(dòng)。在負(fù)離子與氣溶膠結(jié)合后會(huì)產(chǎn)生大量帶電氣溶膠并快速吸收空氣中的水分，這時(shí)云滴數(shù)和體積也會(huì)隨著增加，進(jìn)而在重力沖并作用下形成雨滴。由于在該實(shí)驗(yàn)中的O2-負(fù)離子向高空運(yùn)動(dòng)需要陽(yáng)光加熱引起的空氣對(duì)流過(guò)程，因而利用高壓電進(jìn)行人工降雨的技術(shù)并不適宜在常規(guī)地理環(huán)境進(jìn)行推廣使用，但可能成為我國(guó)西北部沙漠地區(qū)未來(lái)人工降雨的新技術(shù)之一。

2 靜電催化人工降雨技術(shù)

特定自然環(huán)境條件下，可以利用靜電催化進(jìn)行人工降雨消除霧霾。靜電場(chǎng)的形成原理，在電場(chǎng)中受力后，電子的速度和能量都會(huì)增加，并產(chǎn)生電子束。同時(shí)在電子加速器中注入200億電子伏特的電子能量，電子速度可以達(dá)到0.99999999979倍光速。電子經(jīng)加速器加速后，能量可達(dá)到1000億電子伏特，電子速度達(dá)到0.999999999987倍的光速。我們可以準(zhǔn)備一架飛艇，上面載著電子發(fā)射器和電子加速器，形成電子束之后向外面發(fā)射，電子束就會(huì)形成靜電場(chǎng)。霧霾的凝聚及下降，水分子會(huì)在靜電場(chǎng)作用下發(fā)生電解，形成的H+會(huì)與水分子結(jié)合最終形成H3O+，而電解產(chǎn)生的OH-會(huì)與水分子結(jié)合形成負(fù)離子。此外，靜電場(chǎng)會(huì)使電介質(zhì)內(nèi)部正負(fù)電荷的相對(duì)位移，會(huì)產(chǎn)生電偶極子，帶電離子的氣溶膠對(duì)于水氣非接觸的電場(chǎng)凝聚力。當(dāng)在凝聚力的作用下水氣凝聚到一定程度后，通過(guò)重力的作用落下，從而實(shí)現(xiàn)通過(guò)人工降雨的方式消除霧霾，利用靜電催化進(jìn)行人工降雨消除霧霾將是未來(lái)消除霧霾的一種新思路。

3 利用噴霧進(jìn)行人工降雨技術(shù)

目前，俄羅斯科學(xué)家正在研究一種新型的人工降雨方法，即使在晴天也能實(shí)現(xiàn)人工降雨。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中主要利用大功率噴霧機(jī)向空中噴水霧，當(dāng)空氣中水霧達(dá)到一定濃度時(shí)會(huì)使周?chē)諝鉁囟冉档?。這時(shí)下層的暖空氣逐漸上升并帶動(dòng)水霧一起上升到高處。隨著空氣溫度的下降會(huì)使原來(lái)的水汽凝結(jié)形成小水滴，最終形成降雨。而且研究結(jié)果表明，大型噴霧機(jī)人工降雨的技術(shù)只需要1t水就可以產(chǎn)生1000t降雨，此種人工降雨技術(shù)可操作性較高，很有可能在未來(lái)投入到人工降雨的實(shí)際作業(yè)中。

4 利用細(xì)菌進(jìn)行人工降雨

美國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了利用海洋表面細(xì)菌可以進(jìn)行人工降雨。當(dāng)海面與海藻之間的細(xì)菌進(jìn)入大氣層時(shí)，可能在海上產(chǎn)生降雨。經(jīng)過(guò)大量的試驗(yàn)研究，相信在未來(lái)我國(guó)可以開(kāi)發(fā)新的降雨技術(shù)——利用細(xì)菌代替碘化銀實(shí)現(xiàn)人工降雨。這種降雨技術(shù)可以在確保不影響自生態(tài)環(huán)境的條件下降低人工降雨作業(yè)的成本，提高人工降雨作業(yè)的性?xún)r(jià)比。

5 火箭彈播撒碘化銀進(jìn)行人工降雨

火箭彈播撒碘化銀催化進(jìn)行人工降雨是目前人工降雨作業(yè)的主流技術(shù)之一，該技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)十分成熟，營(yíng)口地區(qū)近3年來(lái)多次利用發(fā)射火箭彈的方式進(jìn)行人工增雨作業(yè)。3年來(lái)成功組織人工增雨作業(yè)近30次，共發(fā)射火箭彈500多枚，增加降水量達(dá)到3億m3，有效解決了營(yíng)口地區(qū)干旱問(wèn)題，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了保障，并且在增加水庫(kù)蓄水、植樹(shù)造林及改善生態(tài)環(huán)境中做出了貢獻(xiàn)，當(dāng)前遼寧地區(qū)各個(gè)城市主要采取發(fā)射火箭彈播撒催化劑的方式進(jìn)行人工增雨作業(yè)，上面提到的各類(lèi)新型人工降雨技術(shù)相信在不久的將來(lái)會(huì)逐漸應(yīng)用到實(shí)際人工增雨作業(yè)工作中。

6 結(jié)語(yǔ)

在全球水資源日益缺乏的今天，人工降雨技術(shù)得到了廣泛發(fā)展，并且隨著社會(huì)發(fā)展和用水需求的增加，人工降雨技術(shù)得到了進(jìn)一步完善與水平提升。同時(shí)人工降雨技術(shù)也是科學(xué)技術(shù)更新與新時(shí)期社會(huì)需求相互作用的結(jié)果。合理地利用人工降雨技術(shù)對(duì)緩解地區(qū)干旱、減少森林火災(zāi)造成的經(jīng)濟(jì)損失甚至對(duì)預(yù)防冰雹等都起到有效作用。所以，人工降雨的優(yōu)勢(shì)是顯而易見(jiàn)的，但是存在的隱性風(fēng)險(xiǎn)也不容小覷。人工降雨技術(shù)本身的結(jié)構(gòu)是多維、復(fù)雜的，所以人力很難對(duì)每一個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行有效控制，難免會(huì)因?yàn)椴豢深A(yù)測(cè)的技術(shù)問(wèn)題對(duì)生態(tài)、社會(huì)等多方面產(chǎn)生影響。同時(shí)人工降雨技術(shù)是否運(yùn)用科學(xué)合理，也會(huì)造成環(huán)境污染和生態(tài)失衡等問(wèn)題。人工降雨技術(shù)存在的一系列問(wèn)題，使人們不得不反思，應(yīng)該學(xué)會(huì)用技術(shù)哲學(xué)的眼光看待人工降雨技術(shù)，轉(zhuǎn)變錯(cuò)誤的思想觀念。在保證人與自然和諧發(fā)展的基礎(chǔ)上，科學(xué)運(yùn)用人工降雨技術(shù)，盡可能的減少人工降雨對(duì)自然生態(tài)產(chǎn)生的負(fù)面影響，保證人工降雨技術(shù)對(duì)自然和社會(huì)的作用控制在合理的范圍內(nèi)，充分發(fā)揮人工降雨技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和作用，滿足社會(huì)發(fā)展、自然以及人們對(duì)水資源的需求。首先，人們應(yīng)該學(xué)會(huì)正確處理人與自然和諧的關(guān)系，樹(shù)立環(huán)境保護(hù)意識(shí)，一切行為活動(dòng)都應(yīng)建立在保護(hù)環(huán)境的基礎(chǔ)上。同時(shí)要加強(qiáng)人工降雨科技工作者的職業(yè)道德意識(shí)，加快環(huán)境保護(hù)的生態(tài)文明建設(shè)；其次堅(jiān)持以生態(tài)倫理觀為指導(dǎo)，建立完善的風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避機(jī)制，確保人工降雨技術(shù)與自然的和諧發(fā)展，加強(qiáng)對(duì)人工降雨的科學(xué)管理以及技術(shù)人員的風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)強(qiáng)化；最后，政府應(yīng)該加快完善相關(guān)的法律制度，并以此來(lái)規(guī)范人工降雨的具體實(shí)施辦法和細(xì)則，為人工降雨技術(shù)的發(fā)展提供法律保障，充分發(fā)揮人工降雨技術(shù)的最大化價(jià)值。此外，應(yīng)該加快鄰國(guó)立法協(xié)作，通過(guò)健全的法律法規(guī)及規(guī)章制度規(guī)避人工降雨技術(shù)帶來(lái)的法律問(wèn)題。利用科學(xué)技術(shù)手段合理改造自然、利用自然來(lái)造福人類(lèi)是我們追求的最終目標(biāo)。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 譚笑，盧佳敏，劉欣宇，等.高電壓放電產(chǎn)生等離子體在人工降雨中的應(yīng)用[J].高壓電技術(shù)，2012 （12） ：3375-3380.

[2] 遲亞楠.人工降雨技術(shù)的歷史考察與現(xiàn)實(shí)問(wèn)題研究[D].沈陽(yáng)：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)，2014.