一個多世紀過去了,氣象學家揭開了這個謎。原來,大廳裏幾百支蠟燭燃燒後,散發出許多煙塵和二氧化碳,許多對舞伴們呼吸時,也排出了大量的水汽和二氧化碳。當冷空氣突然湧進大廳,溫度突然降低,水汽就在煙塵上凝結,於是形成飄雪奇事。
1930年,荷蘭科學家維拉爾特進行過一次人工降雨的實驗,使用飛機將15噸幹冰碎塊,載運在2500米高空,並投散在離機200米的雲層中,還出動4架飛機在雲層下監視,發現在8平方千米的範圍內降落了豐沛的雨水。
試驗是成功了。可是,維拉爾特卻不知道致雨的原理。1933年,瑞典人貝吉經過不斷研究才了解到,在冷雲中同時存在冰晶和過冷卻水滴,由於冰晶比過冷卻小水滴的飽和水汽氣壓要低,因此,水汽會直接凝聚在冰晶上。隻要雲中有足夠數量的冰晶,經過“冰水轉化”,就能形成降雨。後來,有人提出和發展了暖雲降雨的理論。
從此,人們降雨的試驗在全世界展開了。
20世紀30年代以來,我國進行過多次人工降雨、降雪和消雹等試驗,取得較大的成績。
1958年夏季,雷林市及周圍地區遭到了幾十年未遇的大旱。7月份降雨僅2毫米,鬆花湖也因久旱而蓄水量大大下降。大地幹裂,莊稼枯萎,人畜飲水和工業用電都受到嚴重威脅。我國由此開始了第一次人工降雨試驗。
當飛機穿越雲層,把降雨催化劑——幹冰撒向積雲後,奇跡出現了:雲濤翻滾,雲層變厚,不久風力增大,甘霖自天而降。在8月~9月中,飛機共飛行22架次,共撒幹冰10噸,基本上消除了旱情。
1970~1972年,浙江新安江水電站進行人工降雨試驗,估計可增加水庫蓄水9~15億立方米,可發電19~24億度。1971年,湖南柘溪水庫進行飛機人工降雨,作業29架次,使庫區降雨平均為77毫米,比曆年同期增加3~5成。使水庫水位提高7米,可發電6300萬度。1972年,黑龍江一些地區森林火災十分嚴重,進行人工降雨,再加上其他措施,終於將大火撲滅。
人們把幹冰投入雲中,幹冰吸收周圍的熱量,就會使冷雲更冷,雲中的冰晶越來越多。碘化銀在-4℃的時候能使水滴和水汽凝成冰晶。在暖雲中,撒播的催化劑一般為“鹽粉”。由於鹽粉是一種吸濕性很強的凝結核,當它被撒在雲中時,周圍的水汽會很快依附在鹽粒上,變成較大的水滴;鹽粉還能促使雲層擾動、垂直對流、溫度變化,從而加快降雨。
人工降雨的試驗成功,不僅為人類戰勝幹旱消滅火災作出了很大貢獻,而且還為駕馭天氣,改造氣候鋪平了前進的道路。
從1969~1975年,人工降雨法取得了較大的成就,其中之一是,以色列的幾千公頃沙漠,用人工降雨的辦法變成了耕地。
人們用經過膠囊處理的尿素,向霧層裏散播,它能吸收四周的水汽,使體積增大,下降時,一路上又吞並小水滴,最後降落成雨。
到了今天,天氣的好壞仍在不同程度上影響著人類。但是,人工降雨的實驗已經取得了較大的成就,人們除了用飛機播撒這些催化劑外,還可以在地麵上用炮彈、火箭或氣球等,把催化劑送到雲中,可以人工消雹,抑製雷暴和閃電,或減弱台風風力。駕馭天氣
1969年8月,美國等國家進行了一次抑製風暴“黛比”的試驗。以加勒比海東部巴巴多斯島作基地,花了3個月的時間,動用了一艘一端插入海水的專用船,10艘工作船,24架飛機,數以千計的氣球和浮標,7個人造衛星,由7所聯合機構以及美、加的大學和獨立研究實驗等人員1500人,對雲型、溫度、風速、洋流以及海水鹽分等等,分別作了數百萬次的測量,測量資料全部輸入電腦。
在“黛比”颶風眼牆外圍兩次撒播碘化銀,由於催化作用,在原來眼牆外圍發展起一個新的眼睛,老眼牆隨即消失,使颶風眼擴大了,能量以分散的形式重新分配,最大風速降低了30%,受災害的程度相應地減輕許多。這個重要的成就是動員了大規模的人力和物力才獲得的,是人類駕馭天氣的起步。
科學的發展,使氣象觀測和預報技術日益自動化。一個由電腦控製的世界——“天氣控製中心”開始形成,經常接收由兩組不同的人造衛星所供應的資料。第一組衛星供應接收到的當時天氣的各種資料;另一組衛星供應接收到的設在全球地麵自動氣象台、海洋儀器浮標站記錄的資料,包括有關溫度、濕度、水流和風速等。加上從係留氣球、氣象火箭、飛機、船艦等觀測到的資料,組成一個全球性的較完整的立體觀測係統。天氣控製中心的電腦,將各種資料集中輸入天氣預報係統中,進行數值預報計算等。然後,處理中心再將計算結果以氣象分析圖、雨量分布圖、天氣預報圖形式輸出,發出天氣預報和災害警報。
天氣控製中心的電腦還能自行檢驗校正,編製每天、每月和全年的氣象觀測資料報表,一天就可完成。由於對天氣現象形成的物理過程和物理原因了解和分析得詳細快速,氣象觀測和預報日益可靠、高效和快速了。
英國在人工控製天氣方麵取得重大進展,利用“調節大氣中靜電屏蔽層”的方法,可以在大範圍內控製天氣的晴雨。
1981年7月29日,英國查爾斯王子同黛安娜舉行婚禮。從事天氣控製研究的英國氣象學家別出心裁地擬定了一個計劃——代號為“晴——雨行動”,為婚禮增添新奇色彩。婚禮開始了,氣象學家們果然創造了大自然的奇觀:在倫敦,先是用人工降下了一場傾盆大雨,然後又在天空中人造出兩道巨型彩虹。當婚禮進入高潮時,在教堂鍍金圓頂上空有一道明亮的光柱垂直懸掛著,光輝燦爛,而倫敦上空的天氣風和日麗。
1982年4月1日,英國科學家首次使用激光催雨的方法,製造了一場大雨,這種方法是把強大的激光射向指定的雲層,激光使雲層中的部分小水滴發生電離,使一部分小水滴帶正電荷,而附近的小水滴帶負電荷,並彙合成一個較大的水滴,在降落途中又不斷吞並其他小水滴,然後形成降雨。
日本科學家設計了一種“人造山脈”降雨的辦法,它適用於沙漠地帶。人造山脈用玻璃纖維製成,外麵塗上聚四氟乙烯,長10000米,寬1000米,高600米,利用濕潤空氣遇“山”後沿坡爬升,遇冷凝結成雨。以色列科學家發現,有一種細菌具有催雲化雨的作用,如果能大量培育這種細菌,用來製造大雨,將是最經濟的。
前蘇聯科學家研究出人工降雨的新辦法。在晴天,人們用功率很大的噴霧機向空中噴水霧,並把霧噴到足夠的高度。上升氣流將水霧帶到高處,5分鍾後就會在3000米的高空形成堆積雲。噴水霧使空氣溫度降低,還會使空氣中原有的水汽凝結成細水滴。用這種方法向空中每噴射1噸的水霧,可以獲得1000噸的雨水。
20世紀80年代初,英國在人工控製天氣方麵取得了重大進展。他們設想沿英國西海岸布置一係列電極,使大氣層的對流層中鎂原子電離,產生一個密度可變的靜電屏蔽層。然後,調節它的密度,即可控製氣團的運動。
到21世紀,人們已有能力駕馭天氣了。那時候,如果有什麼地方發生幹旱,急需播雨時,電腦接收到信息後,就會作出決定,建議在指定的海域上,加速蒸發海水。人們發射火箭到選定海域,在水麵散布一層能由生物分解的無害染料或油質分子層,助長蒸發的速度;幾小時後,雨水就會在幹旱的地方降落。風調雨順的日子定將來到。