专访“人工影响天气”专家布鲁斯-鲍伊
“阻止降雨是一项令人畏惧的任务”
怎样才能确保奥运期间北京天高云澈,记者就此问题采访了在“人工影响天气”技术方面领先全球的美国人工气候控制公司。该公司气象部经理布鲁斯-鲍伊告诉《外滩画报》,“我们用一些技术去‘管理’云层间的水,让它发生变化,凝结或是升华。”简单说,就是“云间播种”,通过在云层间撒播不同的催化剂,用人为的技术调节气候,从而达到增加或消散降雨、去雾、去尘、缓解燥热天气等目的。
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文/ 祁红屯绿
诸葛亮说,“我要东风,”于是借了东风,上演了一出火烧赤壁的好戏,这是《三国演义》里的传奇。即使是在传奇中,诸葛亮也不是真的“借”来了东风,他只是预见到天气变化并加以利用而已。
预测天气,在如今气象界,已成为常规。但“借”到我们想要的天气却不那么容易,即便是在拥有高科技的今天。
明天,8 月8 日,第29 届北京奥运会将开幕。人们期望,此前的北京能维持降雨,这既能冲刷掉北京空气中弥漫的污染物,又能驱散自7 月下旬以来一直笼罩北京的潮湿闷热的“桑拿天”。人们更期望,奥运会开幕式当天,北京天高云澈。只有良好的天气才能确保开幕式当天的点燃圣火环节,确保开幕式中的露天、空中节目表演。
这是人们的期望,北京的天气真能如人们所期望的晴空万里吗?
依照往年的惯例,8 月正是北京的雨季。更早的7月15 日,中国气象局预测减灾司副司长陈振林就曾公开表示,历史资料显示,北京奥运会开幕式当天降雨概率为41%。
“人工影响天气”
早在一年前,北京市气象部门就向全世界承诺,北京将利用“人工影响天气”的手段优化奥运期间的环境状况。
何谓人工影响天气?即用人为的技术调节气候,根据需要增加降雨、消散降雨、去雾、去尘、缓解燥热天气。
简单说来,就是通过在云层中投放催化剂,让云层中的大气反应具备条件,产生我们想要的天气效应。
美国人工气候控制公司(WMI)气象部经理布鲁斯-鲍伊(Bruce Boe) 接受《外滩画报》记者专访时,把人工影响天气比喻成一项管理工作:“我们用一些技术去‘管理’云层间的水,让它发生变化,凝结或是升华。”简单说,就是“云间播种”,通过在云层间撒播不同催化剂的方式来“收获”我们想要的好天气。
WMI 是一家以“人工影响天气”技术领先全球的专业企业。从1961 年建立至今,WMI 已在云层催化方面做了3万个小时的跟踪研究。WMI 在其基地北达科他州所进行的云层研究项目已持续了40 多年,公司在加拿大阿尔伯塔省所承接的“冰雹”灾害缓解项目也已经进入到第12 季的监控。
鲍伊本人则是云层动力学和云层微观物理学的专家,他1974 年加入WMI,曾驾驶气象飞机行经美国6 个州去跟踪研究雷电暴风雨和冬季暴风雨状态下的云层活动。
“我们不可能‘创造’天气”
面对即将到来的北京奥运,气象学家们正在努力优化北京的天气。
根据北京市气象局局长、市人工影响天气办公室主任谢璞的介绍,自2005 年起,北京就开始利用飞机、火箭等进行一系列的消云减雨试验,取得了一些成效。7 月7 日,在预知奥运开幕式可能出现降雨的情况下,北京香山人工影响天气试验基地也开始了相关试验。那一天,他们在10 分钟内发射了400 发37mm 口径的碘化银炮弹,成功消除了将在北京城区出现的一场强冰雹。目前,香山的实验基地已经准备了26 台用于人工影响天气的大炮,随时候命。
可是面对天气,人为的力量究竟能够发生多大的影响?“我们只能在自然条件接近‘正常’变化的情况下做一些催化作用,我们不可能‘创造’天气。目前我们所能施加影响的最极端的天气类型是冰雹,而对于阻雨或是减少降雨量的努力,仍然是困难的,结果难以预料。”鲍伊如此表示。
据鲍伊介绍,如果奥运开幕式当天出现非常强烈的积雨云,寻求人力改变的难度就会很高。据气象资料统计,8月8日,北京出现强烈积雨云的概率只有2%。
除非碰上这2%的强烈积雨云,在奥运期间,我们能做的事情其实还是有很多的。消散小雨、雾气,降低烟尘,在需要的时候增雨,降低北京8月的燠热,这些通过“人工影响天气”技术都能做到。
从大炮到气象飞机
和北京香山人工影响天气试验基地的大炮不同,在美国北达科他州,WMI公司主要采用各种型号的气象飞机来作业。、据记者了解,为确保奥运期间北京天气良好,在奥运比赛场馆附近,同样会有此类气象飞机待命。
“气象飞机的好处在于能够更好地掌控云层的变化,把握投放催化剂的最好时机。”鲍伊向记者介绍说。和普通飞行不同,气象飞机对飞行员的要求很高。因为气象飞机需要穿越气象变化多端的对流层,还需要在投放催化剂之后躲避反应汹涌的云帽,这些都是颇为危险的经历。
但鲍伊表示,“对于山岭地区,地面装置更容易成功。”虽然WMI 一般不用火箭承载催化剂。而在北京,为了应对奥运会期间的意外天气,人工影响天气基地则准备了火箭发射炮,预备在必要时让火箭带着催化剂一飞冲天,直达云层。
是否需要发射催化剂?何时发射?要回答这些问题,离不开气象雷达。
早在2002 年,北京市政府开始为城区和周边布控雷达网,专门用于监测奥运期间的气象变化。据悉,北京及周边共布设了7 部世界先进的新一代多普勒天气雷达,每6 分钟观测一次整个云、雨、大气等内部结构,并进行联网。
对于普通观众来说,这项技术将表现为每隔3 个小时就刷新一次的天气预报,精确到每个场馆的气象变化。这些预报通过手机就能即时获得。
此外,从2003 年起至今,北京还在多个奥运场馆设立了自动气象站,它们除了观测温度、大气压力、湿度、风向、风速等,还具备观测体育赛事需要的特殊观测项目功能。迄今为止,北京已建成自动气象观测站近200个,城区每5 公里就有一个观测站,郊区每10~15 公里一个;顺义、昌平、朝阳、海淀、丰台、石景山等奥运场馆所在地的气象部门也将在赛事期间提供协助。
奥运期间,这些雷达和气象站将24 小时全天候“盯”住北京的气象变化,实时监控每一个天气信号的发生,并通过电脑绘制成动态图。如果极端天气发生,气象局的工作人员就能提前预知,进而安排人工调节技术的使用。
对话布鲁斯?鲍伊--“人工改变天气不会污染环境”
B=《外滩画报》B?B= 布鲁斯-鲍伊(Bruce Boe)
B:有哪些气候类型是我们目前可以施加影响的?
B-B:人工气候控制公司(WMI)目前可以操控的项目包括增加降雨量(包括降雨和降雪),减轻冰雹对财产和农作物的损害,消散冰雾等。我们还从未尝试过阻止雨水的生成,这是一项令人畏惧的任务。用云层催化的方式来影响热雨或冻云的降雨过程,这样释放出来的云层中潜伏的热量能够刺激云层的形成,但是很难说这样的处理方式有没有同时促进了降雨的产生。
B:人工降雨也许是我们最熟悉的一种人工影响天气的方式。那么对于其他恶劣气候而言,比如冰雹或暴风雨,WMI是怎样施加影响的呢?
B-B:冰雹是我们WMI 尝试施加影响的气候类型中最严峻的一种了。我们利用冻云降雨的过程产生出更多的降雨冰晶,然后通过这些冰晶获取可用的过度冷却的水汽。这一过程会发生在大多数小型冰雹粒之中,于是它们落地以前融化的概率就会增长。即使它们在落地的过程中没有完全融化,他们也明显变小了,这样就能很好地减小危害。
B:对强烈的暴风雨的影响,你们有过成功的经验么?
B-B:没有。根据我多年对云层物理学、动力学和大气热力学的研究所得,我认为这样的操作很困难,而且结果难以预料。当然,也许在别的地方有什么人会宣称在阻止降雨方面获得了某些成功。但是在我的理解里,这只能是这样一个过程:在这些目标云层里播撒催化剂,让云层产生出更多的雨量;如果在某个地方,雨水是要被避免的,那么就让它在到达目标地之前先降落下来。但是没有任何保证能担保,用催化剂先行催雨之后,当降雨云到达目标地点时就不会再继续发生降雨。也许在这一过程中,降雨云会一直降水,而不是如人们预期的那样到某个时间某个地点停止。
B:人工改变天气安全么?比如说,在很多情况下,催化剂用的是碘化银,这对环境会不会有污染?
B-B:不会有污染。云层催化过程中使用的化学试剂都很安全。比如碘化银,它很稳定,不容易在自然环境中分解成银离子或碘离子。当碘化银和雨水一起降落时,它和雨水的比例是1:10 亿。另外,在吸湿剂方面,我们选用惰性盐。这也很安全。我们做过环境方面的调查,证实这些催化剂的确是安全的。
另一方面,在操作“云间播种”的催化方法时,我们有一个公认的“何时不用去催化”的法则。那就是,当我们不再需要多余的水时,我们就不去做这件事。在承接每一个项目之前,我们都会和工程的发起方确认这一法则,并将它列入到开发程序中。当我们在执行催化的过程中遇到这样的“催化中止标准”,我们就会立刻停止云层催化的工作。
B:目前为止,“人工影响天气”所能改变天气的范围有多大?或者说,我们仍然做不到的方面有哪些?
B-B:嗯,有很多。比如我们不能解决干旱问题。我们研究的云的催化技术就像一种管理工具,它只有在条件接近自然的、正常的条件,并且有合适的云来供我们催化时,催化剂才能发挥作用。我们不能创造云。而且干旱情况下,催化云来降雨也很难。
我告诉我们的客户,“云间播种”能让土壤、湖泊和河流在“正常”的环境中含有更多的水,这样能让环境具备抗旱的能力。很多地方其实一直都需要水,即使干旱没有显著地表现出来。
还有,关于减弱飓风和暴风雨的工作,我们一直很有兴趣,但是仍然没有找出具有可操作性的方法。
长达数年之久的工程。偶尔我们也会指导一些只有一季的项目,但是周期至少也要好几个月以上。从1961年开始,我们就一直从事着美国北达科他州当地
B:依据你的经验,您觉得“人工影响天气”这项技术的前景在哪里?
B-B:世界人口在增长,对水的要求也会增长。而且为了面对气候变化,对催雨的“云间播种”技术的需求也会增加。
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