六问读懂“人工增雨”：为啥不是“人工降雨”？

7月以来，我国南方多地遭遇持续性高温少雨天气，部分地区出现干旱甚至特旱。连日来，全国多地气象部门抓住有利天气时机，积极开展人工增雨作业。

（图片来源：国家气候中心）

有网友问：“高温这么长时间，为何不能一直增雨降温？”“人工增雨播撒催化剂对环境有没有影响？”今天，我们以6个小问题引入，一起来盘一盘人工增雨这件事儿。

一问：什么是人工增雨？为啥不是“人工降雨”？

在了解人工增雨之前，我们首先需要知道——雨从何处来？

雨，是从云中降落的水滴，陆地和海洋表面的水蒸发成水蒸气，水蒸气上升到一定高度后遇冷变成小水滴，这些小水滴便组成了云，它们在云里互相碰撞合并成大水滴，当它大到空气托不住的时候就从云中落下来，形成了雨。

因此，要形成降雨，必须满足三个条件，云中水汽充沛、上升气流运动以及足够多的凝结核或冰核。

（图片来源：中国气象报社）

人工影响天气（人工增雨是其中一种）是指为避免或减轻气象灾害，合理利用气候资源，在适当天气条件下，通过科技手段对局部大气的物理、化学过程进行人工影响，实现增雨（雪）、防雹、消雨、消雾、防霜等目的的活动。

（图片来源：中国气象报社）

人工增雨不等于人工降雨，催化剂的作用就像是“卤水点豆腐”，但前提是有“卤水”才能点出豆腐来，也就是天气已经满足了降雨的基本条件（水汽充沛、上升气流运动），人工增雨才能发挥作用。

二问：人工增雨怎么“增”？

自古以来，人们就幻想能够控制天气。中国清代的《广阳杂记》就载有：“夏五、六月间，常有暴风起，黄云自山来，必有冰雹，土人见黄云起，则鸣金鼓，以枪炮向之施放，即散去。”意思是夏天，常有暴风雨，古人见黄色的云气滚滚而来时就鸣鼓并用土炮向天空射去，使黄色的云气散开以此达到防雹的效果。这是中国古代用土炮防雹的生动描述。

可以看到，我国劳动人民很早以前就有了想人为干预天气的想法和实践，但是由于当时科学技术的落后，这些实践以失败告终。

现在，我们人工增雨的方式主要是通过向云中撒播催化剂来增加凝结核，比如盐粉、干冰或碘化银等，也可利用声波、飞秒激光、带电粒子等手段，来促进水气凝结、云滴碰并增长等云雨转化过程，形成降水落到地面。

为应对高温干旱天气，湖北宜昌市气象部门抢抓有利时机，开展人工增雨作业（文/图来源：唐巧珍、冷鹏飞、王罡）

三问：“催化剂”如何送往云端？

如何将催化剂送到云中？这就要看人工影响天气作业中的那些“爆款”装备了！增雨作业方式上，常规的是通过飞机、高炮、火箭、地面燃烧炉等向云中播撒催化剂。

用地面燃烧炉：一般而言，地面燃烧炉主要用于交通不便的山区或是较难申请作业空域的地区，作业人员通过燃烧含催化剂的焰条，将人工冰核送入云中。

地面燃烧炉装置

用飞机：飞机作业可以根据不同的云层条件和需要，携带催化剂及其播撒装置或挂载飞机焰弹发射系统等，在合适的云层位置进行增雨作业。此外，飞机上还可以装载探测仪器进行云微结构的观测和催化前后云宏、微观状态变化的追踪监测。飞机作业机动性强， 催化作业面积大，增雨效果好。

正在作业中的人影（人工影响天气）飞机

用高炮/火箭：高炮和火箭相对于飞机机动性较差，适合于在固定目标区（如为水库增水）作业，特别是对飞机飞行安全有威胁的对流云进行催化作业。

人影高炮

一般情况下，当催化剂成功送达15分钟至20分钟后，降雨的效果便很显而易见了。

在我国，实施人工影响天气活动，必须严格遵守相关法律、法规及规范，遵守严格的人工影响天气作业标准。人工增雨用飞机、火箭和高炮等在增雨作业前，必须先申请作业空域，并严格在批准的空域时间内发射人工增雨专用火箭弹、炮弹，以确保作业安全。

（图片来源：中国气象报社）

四问：人工增雨要看“云”施策？

说到这个问题，就要提到一个概念，原来高空的云居然还有“冷暖”之分。由于冷云（云内温度在0℃以下）和暖云（云内温度在0℃以上）的降水机制不同，对不同“冷暖”的云进行人工增雨，使用的催化剂也是不同的。

对冷云的人工增雨，传统方式通常是播撒碘化银、干冰等成冰剂或制冷剂，增加云中冰晶浓度，以弥补云中冰核的不足，达到降雨或增加雨强的目的。

（图片来源：中国气象局气象宣传与科普中心）

对暖云的人工增雨，则通常是向云中播撒盐粉等吸湿剂，使云中迅速形成一批大云滴，它们能通过碰并过程迅速长大成雨滴，“过度肥胖”的它们“体重”暴增，上升气流给的支撑终于抵不住重力的作用，只好掉了下来，形成了降雨。

（图片来源：中国气象局气象宣传与科普中心）

五问：高温天，为何不能一直增雨降温？

愿望是美好的，但是，人工增雨可不是想增就增的！

首先，有云才有雨，但不是所有的云都有降水潜力。人工增雨的云需要满足三个条件，云层厚度要大于2公里；云中要水汽充沛；有上升气流区。一般来说，晴天的积云和层积云不易产生降水，而积雨云（冰水共存的混合云）则比较有利于云滴增长为雨滴。

因此，前段时间持续高温，重庆等多地连日“晴空万里，没有一丝云彩”，自然是不满足人工增雨条件的。

8月25日，中国气象局人工影响天气中心联合四川省气象局，调用两架大型无人机组织实施人工增雨作业，作业面积达6000平方公里（图片来源：央视新闻）

六问：人工增雨作业会污染大气吗？是否会带来气候连锁反应？

其实，人工影响天气作业采用的催化剂主要是干冰（固体二氧化碳）、液氮、碘化银等，这些催化剂具有很高的成冰能力，每次作业只需要少量。

以常用的冷云催化剂来说，干冰、液氮汽化后成为二氧化碳和氮气——都是空气的主要组成部分，因此它们都是“生态安全催化剂”，当然不会污染环境。另外，长期监测发现，飞机人工影响天气作业和火箭人工影响天气作业等使用的碘化银用量非常小，作业区域水体和土壤中积累的银离子浓度远低于世界卫生组织规定的浓度。

所以，正确使用人工影响天气催化剂不会造成环境污染。

那么，人工干预是否会带来气候连锁反应？

其实，地球水循环系统是周而复始的。而空中云水资源主要分布在对流层大气中。

地球水文循环示意图。（图片来源：世界气象组织）

按照空中云水资源形成的条件和过程来看，它是一种可再生资源，且人工影响天气作业常常是几十公里的中小尺度，不会影响到整个气候系统。

出品：科普中国

作者：刘丹 张娟 张格苗（中国气象报社）

监制：中国科普博览

专家顾问：中国气象局人工影响天气中心二级研究员 姚展予

图片来源：除已标明外，其它图片由孙楠、李根摄影，青海气象局提供

审核：段昊书 叶海英

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