重庆人工增雨过猛成了“人工灾害”？人工影响天气真能如此“强悍”？

来源：中国科普博览

“不可能全凭人工意志，和自然界打交道不是这样的。”

编者按：

9月2日，重庆黔江、沙坪坝、渝北、潼南等17个区县开展了人工增雨作业，共发射高炮弹158枚、火箭弹37枚，燃烧烟条24根。同时重庆市气象台监测数据显示，2日07时—3日07时，20个区县的70个气象观测站出现8级以上阵性大风。

9月3日，有网友在社交平台调侃，怀疑此次大风是人工增雨作业过猛导致的，“在人工降雨与自然灾害之间选择了人工灾害”。

左图来源：齐鲁晚报 右图来源：抖音评论截图

对此，重庆市人工影响天气办公室副主任张逸轩接受采访时表示，此次大风与人工增雨作无直接关联，主要为大气能量释放导致了强对流天气出现。

图片来源：光明网重庆频道

那么，人工到底能够多大程度地干预天气？它的原理又是什么？

2023年，中国气象局出台了《人工影响天气“播雨”减灾行动计划（2023—2025年）》（简称“播雨”计划），明确到2025年，基本形成规范高效、技术先进、安全可靠，多领域、多种类、全方位的人工影响天气新型工作体系。

“播雨”计划一经提出就引发了广大网友的关注与热议，评论区里的每一条热评都饱含着对“呼风唤雨”的渴望。

那么，人工影响天气真能如此“强悍”吗？、

人类能否耕云又播雨？

人工影响天气是指，在适当的天气条件下，通过人工干预使天气过程向人们预定的方向转变。一般来讲，人工影响天气主要包括增雨雪、防雹、消雨、消雾、防霜等，这其中，人工增雨和人工消雨可能是我们最熟悉的形式了，人们希望通过科技消除各种恶劣天气，甚至希望控制天气。

但这并不现实，人类在大自然面前依然渺小，大气运动和云雨过程的能量十分巨大，仅仅只是一次风暴就能凝结1010kg水量，释放2.5x1016J热量，这相当于100万吨煤的发热量。而人类能使用的设备仅仅只是火箭炮、飞机等，根本无法撼动规模巨大的风暴系统，更不用说独立制造云雨了。

我们能做的只是通过释放少量催化剂或是能量来干预自然进程中的某些环节，简单来说就是，我们只能影响天气，而不能“制造天气”。利用气象武器呼风唤雨、“逆天改命”，凭借喜好随意更改天气的期望，尚未成为现实。

以卡特里娜飓风为例，这个飓风最强时直径近200千米，风速超过280千米/小时，给美国带来了严重的经济损失，如此规模的天气系统，是目前人力根本无法控制的 （图片来源：美国国家海洋和大气管理局）

小云大用，科学“播雨”

对天气的人工干预是通过什么原理实现的呢？我们可以通过最常见的人工降雨和人工消雨来了解这一过程。

每逢下雨天，天上总是黑压压的一片，整个城市仿佛被盖在“被子”中一样，而这层“被子”就是形成降水的主角——云。成云才能致雨，这是我们从小对云和降水关系的认知，但事实上，并不是所有的云都能形成降水，如果缺乏降水必备的条件，即使云层再厚也能“光打雷不下雨”。

厚厚的云层是下雨的前提条件 图片来源：wikipedia

天空中的每朵云都是由无数细小的水滴组成，这些小水滴在上升气流和重力的共同作用下悬浮在天空中。这些小水滴既可以相互吸引合并形成更大的水滴，也可以吸附在气溶胶粒子（如硫酸盐、硝酸盐、铵盐、有机碳、黑碳、沙尘和海盐等，也就是所谓的“凝结核”）上并逐渐增长为大水滴。当水滴增长到上升气流无法抵消重力的时候，就会下落形成降雨。

人工降雨就是通过向云中加入大水滴、大的凝结核或者吸湿性强的化学制剂颗粒，加速水滴增长、从而增大降水形成概率的过程。相反，如果我们向云中超量播撒细小的凝结核，每个凝结核吸附的水分就会大大减少，无法形成较大的水滴，便能抑制降水的发生。

人工降雨原理示意图  图片来源：wikipedia

此外，也可以通过人为减弱或增强云中的上升气流，来减少或增加云雾降水，这种方式也被称为“动力催化”。举个例子，如果我们在云中播撒比较重的颗粒物，由于云中上升气流无法托住这些颗粒物，它们就会下沉，在这些颗粒物的带动下，云中就会出现下沉气流阻碍水汽的上升凝结，这样就实现了消云，没有了云，降水自然也就无从谈起了。

人工影响天气作业工作流程  图片来源：中国气象报

在初步了解人工影响天气的原理后，相信大家会对气象业务中的操作过程产生好奇。目前人工影响天气常见的作业方式有飞机、火箭和高炮作业。飞机入云飞行播撒催化剂，直接影响云的微物理结构，这是最常规、应用最广泛的方式；其次是利用地面火箭、高炮等发射装置，将携带催化剂的物质打入云中；而在具有上升气流的山区、丘陵地带也会利用地面燃烧炉，燃烧含催化剂的焰条，将催化剂送入云中。

地面碘化银发生器、飞机上的碘化银发生器  图片来源：wikipedia

避害趋利，为民解忧

虽然目前为止，所谓的“气象武器”更多停留在想象的层面，人工影响天气的手段也还比较有限，对天气的影响也很有限，但相关技术已在世界各国被广泛使用，用来应对某些气象灾害。

人工影响天气的工作从上个世纪60年代以来开始得到蓬勃发展。当时，美国在华盛顿州、密苏里州、佛罗里达州等许多地区，实施了多项有严格设计的人工影响天气科学试验计划。目前，美国每年仍维持40个左右的人工增雨计划，人工增雨已发展成为具有商业性质的业务，除一些政府机构、科研院校外，还有专门从事人工影响天气的公司。

俄罗斯也是较早开展人工影响天气的国家，整体业务技术先进，在防雹、消云减雨等方面更是处于世界领先水平。在2006年6月圣彼得堡的“八国峰会”、2005年5月莫斯科红场纪念反法西斯胜利60周年阅兵式、2003年5月圣彼得堡市建市300周年庆典等重大活动中，都能看到人工消云减雨的身影。

以色列是一个典型的干旱国家，水资源问题是以色列工农业发展的“拦路虎”。从上世纪五十年代开始，以色列便组织了一系列人工增雨实验计划“Israel”，成为人工降雨领域的专家。除美、俄、以色列外，欧洲多国也有发展人工影响天气业务，但主要是针对人工防雹，人工防霜冻等等。

发射火箭弹实施人工增雨作业现场、增雨增雹高炮、人工增雨飞机图片来源：金羊网、中国天气网、腾讯网

人工影响天气的中国方案

目光回到我国。我国位于世界最大的大陆——亚欧大陆的东部，同时又濒临世界最大的大洋——太平洋，海陆热力差异突出，气候类型复杂多变。

从东南沿海往西北内陆，气候的大陆性特征逐渐增加，依次出现湿润、半湿润、半干旱、干旱的气候区，东部洪水多发，而内陆的区域又常年干旱，降雨分布严重不均。加上我国国土面积大，耕地多，受自然灾害威胁程度高，急需对降水的调控。在这种背景下，想要缓解水资源匮乏的压力，就只能依赖于人工增雨，向天“借水”。同时，我国气象灾害种类多且发生频率高。从干旱火灾到暴雨洪涝，这些气象灾害的应对都离不了人工影响天气。

全国人工影响天气总体布局  图片来源：中国气象报社

对于干旱和森林火灾，我们需要人工增雨来缓解部分地区的灾情，减少经济损失和人员伤亡。2022年，我国出现了自1961年以来的最强高温，在烈日的炙烤下，川渝及长江中下游地区宛如一个“火炉”，干旱灾情严重。针对这次干旱，中国气象局多次派出高性能增雨飞机实施大范围跨区域空地联合增雨作业。“久旱逢甘霖”极大缓解了各地的干旱险情。

中国气象局增雨飞机进行增雨作业的新闻  图片来源：荆楚网

而对于暴雨冰雹，我们则需要依赖于人工消雨消雹。我国是农业大国，庄稼和果蔬都不抗冻，有时候一场冰雹下来，导致农作物遭受严重损失，农民一年的收入化为泡影。但通过向云中撒入超量凝结核，就能减小雹块甚至消除冰雹。目前，全国年均人工增雨影响面积达到500万平方公里，人工防雹作业保护面积达到60万平方公里以上。

和自然界打交道，不可能全凭人工意志

人工影响天气在服务农业生产、支持防灾减灾救灾、助力生态文明建设和保障重大活动等方面发挥了重要作用。但需要指出的是，人工影响天气的作用是有限的，实施人工降水需要依赖一定的气象条件。正如前面提到的，我们只能影响天气，而不能制造天气甚至是改变天气，在气候常年干燥或是晴朗无云的条件下，人工增雨作业就难以实施了。

以2022年的高温干旱为例，干旱区持续受副热带高压的控制，控制区内以下沉气流为主，天空中一般少云或者是无云。在这种情况下，我们很难有条件“借云生雨”，只能对灾区的天气实时监测，等云来！

还有很多人想象着依靠这种技术改造干旱地带，比如广袤的沙漠。但这在目前的技术条件下也是不可能的，正如上文所说，人工增雨需要云层，而沙漠往往云层稀少，因此极少具有人工增雨的条件。再加上沙漠本身并不具备存储雨水的土壤条件，且沙漠全年炎热干燥，蒸发量极大，所以无法依靠人工增雨来改造沙漠。

著名大气物理专家银燕说：“跟自然界打交道，特别是大气科学，会产生各种各样预计不到的后果。只有经过不懈科学研究，探索自然规律，在理解的基础上加以人工影响。”他表示，“不可能全凭人工意志，和自然界打交道不是这样的。”是的，面对大自然，我们人类显得如此渺小，需要时时保持敬畏之心。

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