正文 第26章 重大發明、發現(15)(1 / 3)

降服天災不是夢

在古代,人們對天災的恐懼很普遍。由於當時科學技術水平低下,人們無力抵禦自然災害,再加上統治階級的愚民政策,因此,人們往往隻能乞助於神靈,幻想變凶為吉,化險為夷。但隨著生產和科學的發展,人類在自然災害麵前逐漸擺脫被動的局麵。人們不僅逐步獲得了預告天氣變幻的手段,而且進行了許多人工控製濃霧、冰雹、雷電等氣象災害的成功嚐試。

濃霧,白茫茫的一片,給人們帶來許多不便:飛機怕霧,有霧飛機無法起飛和降落,在飛行中,無法看清目標,會發生撞山等可怕的事故。輪船怕霧,海上濃霧會使船隻觸礁失事。汽車怕霧,高速公路上汽車追尾事件的罪魁災首常常就是霧。濃霧有時還危害人類生命健康。1952年,倫敦煙霧重重,久久不散,濃霧和煤煙混在一起,使人呼吸困難,造成了4000多人死亡。為了消除霧災,減輕由此造成的損失,一些氣象專家在研究了霧的出現規律後,已經能準確地預報霧的出現,並經過多次試驗,發現、發明了有效的防霧、消霧措施。

大家知道,霧是懸浮在貼地層空氣中大量微細水滴和冰晶的集合體。按其微結構和溫度可分為三種:暖霧、過冷霧和冰霧。其中,暖霧是由溫度高於攝氏零度的細水滴組成;過冷霧是由溫度低於攝氏零度的過冷水滴組成;冰霧是由冰晶組成。

由於霧的性質不同,人工消霧的原理和方法也有區別。消過冷霧與人工降雨的理論一樣,是依靠“貝吉隆過程”。1933年瑞典氣象學家貝吉隆提出“冰雲和水雲混合產生降水”的著名理論,即在雲霧中必須要有“冰核”,水汽才能以它為核心結成冰晶而降落下來。在過冷霧中引入冰晶的方法有兩種:一種是播撒晶體結構和冰的結構很相似的、直徑約1微米的粒子,通常使用的這種成核物質有碘化銀、碘化鉛等;另一種就是向霧中播撒幹冰,使空氣局部製冷到-40℃以下。在這個臨界溫度時,冰的成核作用便可自然發生。

人工消暖霧的關鍵是促使霧滴快速蒸發,目前主要有三種方法。第一種是加熱法:通過燃燒或噴射高溫氣體使霧滴蒸發。巴黎奧利機場每隔數十米裝1個燃油爐,許多個連成一片。有霧時由總機控製自動加油點火,把霧“燒掉”。戴高樂機場的跑道旁安裝著好幾個噴氣發動機,一旦有霧立即開動,噴出高溫氣體,但加熱法成本太高,作用麵不大。第二種是擾動法:用直升飛機在霧層頂部緩緩飛行,利用其產生的垂直氣流,將霧頂上麵的幹空氣沉下與霧混合,使霧滴蒸發。第三種是吸濕法:向霧中播撒氯化鈣、氯化鈉和尿素等吸濕性物質,促使霧滴蒸發。

冰雹也是一種災害性天氣,它會擊毀莊稼,損壞房屋,傷害人畜。冰雹其實就是冰塊,有的像圓球,有的像圓錐或其他不規則形狀。冰雹裏麵都有一個核,這個核是一顆不透明的雪珠,叫做冰雹胚胎,它是由水滴變成的。冰雹雲裏的上升氣流比較強,雲中的水滴被上升氣流送到0℃線以上氣層,就凍結成冰雹胚胎。冰雹胚胎裏麵混有空氣,比較疏鬆,表麵濕潤,看起來不透明。當它下降到0℃線以下的空氣層時,表麵一部分就溶化成水,別的水滴碰上便會粘附在它上麵。這時候若遇到增強的上升氣流,它又被帶到0℃線以上,冰雹胚胎表麵的水就又凍結起來,形成一層比較透明的冰殼。以後,冰晶、雪花粘附在它上麵,又使它包上一層不透明的冰層。由於冰雹雲中的升降氣流特別強烈,冰雹胚胎時而降到0℃線以下,時而又上升到0℃線以上。於是,它的“外衣”也就越來越多,而且一層透明,一層不透明,互相交替,直到上升氣流再也托不住的時候,它便降落到地麵。

人工消雹是從人工降雨的實踐中總結出來的。在冷雲中撒播碘化銀,可以造成人工降雨,但是若撒播過量的碘化銀,反而形不成雨,原因就在於撒播過量的碘化銀以後,會使雲中形成過多的小冰晶,而雲中的小水滴供不應求。冰晶吞並不到小水滴,也就無法增長,形不成雨滴。人們從這裏受到啟發,找到了消雹的方法:在冰雹雲中撒播大量的碘化銀,使冰雹雲中出現大量的小冰晶,小冰晶競相爭奪水分,使原來的冰雹胚胎“吃”不到足夠的水分,也就無法成長為冰雹。

冰雹雲體積很寵大,若向整個雹雲撒播碘化銀,耗費的人力、物力都很大。人們經過研究,發現冰雹雲中真正能形成冰雹的是對流旺盛、含水量豐富的部分。這個部分在雹雲的中上部,隻占整個雲體的幾百分之一。人工消雹時隻需要在這個部分撒播幾公斤碘化銀就行了。在撒播碘化銀的同時,還可在雲體下部大量撒播吸濕性很強的鹽粉等物質,促使雲中及早形成傾盆大雨。這樣就會使大量水分在雲體下部消耗掉,冰雹胚胎得不到水分供應,冰雹也就形不成了。

夏天,電閃雷鳴往往是下雨的前兆,可有時也會給人類帶來災難。閃電打雷能引起森林火災,造成飛機失事,打斷輸電線路,危及人畜安全,影響導彈、衛星的發射。為此,科研人員已研究出了幾種人工抑製閃電的方法。