增雨防雹，中國如何用黑科技影響天氣的？

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導語：北方烤爐模式何時減弱？南方降雨何時停歇？能不能“干預治理”一下？我國還真有一個可以“呼風喚雨”的神秘部門，配備高射炮、火箭炮、飛機、配備相控陣雷達，有自己的衛星系統等高科技，說它擁有海陸空三棲力量一點都不誇張。它就是“中國氣象局人工影響天氣中心”簡稱“人影”，下面就爲您解讀中國影響天氣的黑科技。

一、我國是世界上人工降雨最多的國家

我國自1958年起開展人工影響天氣工作，我國已形成世界上規模最大、體系最全、效果最好的人工影響天氣作業力量，在人工增雨(雪)、防雹減災、緩解區域旱情、森林滅火、生態環境保護等方面發揮了舉足輕重的作用，這些都離不開中國氣象局人工影響天氣中心，重要大型社會活動的天氣保障也離開“人影”的功勞。

根據今年6月27日召開全國人工影響天氣工作現場會公佈，截至2022年底，全國共有各類人工影響天氣作業飛機56架，各地建設人工影響天氣地面作業站點約1.7萬個，其中標準化固定作業點6235個。

我國作爲世界上人工降雨最多的國家，計劃在2025年之前形成完備的人工影響天氣工作體系，人工增雨雪總面積將超過550萬平方公里，爲何世界上只有我國如此偏愛人工降雨。

是由於我國國情決定的。我國位於亞歐大陸和太平洋之間，幅員遼闊。近海地區洪水多發，內陸地區又常年乾旱，降雨分佈極不均勻，居民生活和農業發展都受到很大的影響。人工降雨可以起到很好的調控作用。

二、人工影響天氣如何“化云爲雨”？

1)人工增雨不是想增就增？

降雨的原理，是地球上的水受到太陽光的照射後，就變成水蒸氣被蒸發到空氣中去了，水汽在高空遇到冷空氣便凝聚成小水滴，形成降雨。

自然過程所涉及的能量是十分巨大的。例如一場雷陣雨在10平方公里範圍內在1小時中下20毫米的降水是常有的事情。在這樣一次降水過程中總的水量是20萬立方米。如果降水形成的高度是2公里，這就意味着在1小時中雲要把這20萬立方米的水提升到兩公里的高空，再把它灑下來。爲了提升這些水，需要做大量的功。因此人類要改變自然，不能靠硬拼，而要根據自然過程的規律。

所以目前還做不到人工降雨，其實是人工增雨，也就是要“增加降雨效率”，以人工催化劑促使雲層降雨的措施。因此，人工降雨也有個名稱叫“播雲”。要有可能降雨的雲才能人工催雨，如果你家天天大太陽，還喊“人影”來人工降雨，這是不可能的！

2)人工增雨只缺一朵雲

關於“播雲降雨”，就要了解“雲寶”的3種特性：

雲很懶：一團雲可能儲有上百萬噸水，但是一般不會降雨。即便在降雨或者降雪時，雲通常只會損失 30% 以內的水分。播雲的目的是提高降水率。

雲很髒：雲是水蒸氣凝結在塵埃、煙以及鹽的顆粒之上而形成的。

雲好騙：碘化銀（化學式：AgI）很快就取代乾冰成爲常用的播雲結晶劑。碘化銀的結晶和冰晶很像，都是六邊形的結構，因此雲中的水蒸氣也會附着其上，隨後就有了降水。

即使是“風中有朵雨做的雲”，也不是所有的雲都能滿足增雨條件。

能實現增雨的雲，厚度要大於2公里，內部還要有豐富的過冷水，也就是低於0℃而不結冰的水，外圍還要有水汽補充。通過飛機、火箭、高炮、地面煙爐等作業手段，向這些滿足條件的雲裡投放催化劑，就能出現類似於滷水點豆腐的效果，產生降雨啦。

飛機作業可以根據不同的雲層條件和需要，攜帶催化劑及其播撒裝置或掛載飛機焰彈發射系統等，在合適的雲層位置進行增雨作業。

高炮和火箭相對於飛機機動性較差，適合於在固定目標區(如爲水庫增水)作業，特別是對飛機飛行安全有威脅的對流雲進行催化作業。

3)人工影響天氣對生態環境有破壞嗎？

我國北方各地主要用飛機向系統性層狀雲播撒碘化銀等冷雲催化劑，以期增加冬春季節降水量。南方主要用飛機或高炮向積狀雲內播撒碘化銀或鹽粉，以期增加夏旱季節的降水量，少量試驗在雨季進行，以期增加水庫蓄水量。

有人擔心人工增雨會對健康有害，其實，人工增雨對大氣、水等環境因素是沒有危害的。

氣象專家說：人工增雨是一個微物理過程，而不是新物質的化學變化。它調節了水的季節性和地區性分佈不均，這是一種調節，一種局域性的，或者有一定範圍的天氣調節。

播撒在天空中的乾冰、液氮本身就成爲了空氣中的自然成分；碘化銀中含有的銀離子可能會對人體和生物有害，但是它比干冰製造冰晶的效能高出成百倍，通常對一塊積狀雲只要播撒十多克至幾十克就能見效，總投入量很少，一架次飛機飛一個過程，用的碘化銀也只是在200克到300克的樣子，一個高炮的炮彈裡面含有1克碘化銀，一枚火箭裡邊大概只含8到15克的碘化銀，無論是否被雲中水汽吸收，散佈於地空的碘化銀含量都很低，因而不會造成任何環境污染危機及生態平衡。

人工影響天氣不只是增加降雨、降雪，還可以進行人工防雹、人工消霧、人工防霜等，都離不開高科技的有力支撐。

三、人影的千里眼：相控陣雷達

要想準確預報天氣？知道哪朵雲能化雨？就要有天氣雷達作盾牌。相控陣天氣雷達是中國天氣雷達家族中最年輕的一員，家族還有常規天氣雷達、多普勒天氣雷達、雙偏振天氣雷達等“兄長”。這幾種雷達出現後，人們就能知道哪裡在下雨，雨會下多大。

如果把雷達比作“千里眼”，那麼常規天氣雷達、多普勒天氣雷達、雙偏振天氣雷達就像“獨眼龍”，想看左邊，就要把頭扭到左邊，想看上面，就要把頭擡起來。所以，它們往往先看一圈，把頭擡起來再看一圈，這樣掃描週期長，沒有辦法及時獲取降雨雲團的位置和變化。

相控陣天氣雷達就不同了，“眼睛”更像蜻蜓的複眼，由許多個小眼睛排列組成，可以對整個平面進行掃描，這樣看得快、看得細、看得全，比起其他天氣雷達能提早4—6分鐘識別出新生對流單體，提供更加精細、準確的天氣狀況。

相控陣天氣雷達都能更快、更準確地探測短時臨近、快速生消的災害性天氣過程。

四、知冷知熱百姓星-風雲氣象衛星

1)53年從無到有，從弱到強

氣象衛星已成爲現代氣象和國民經濟建設中必不可少的科技支撐。我國風雲氣象衛星經過53年的發展，從無到有、從弱到強，我國是世界上少數幾個同時擁有極軌和靜止軌道氣象衛星的國家。

如今，我國已成功發射17顆風雲系列氣象衛星，7顆在軌運行，至今已經發展到第二代。其中風雲一號衛星爲中國第一代極地軌道氣象衛星，風雲二號衛星爲中國第一代地球靜止軌道氣象衛星，風雲三號衛星和風雲四號衛星分別爲中國第二代極地軌道氣象衛星和地球靜止軌道氣象衛星。

逐步具備了對大氣及地球多圈層系統全球化、精細化綜合探測能力，氣象衛星綜合性能達到世界先進水平。

“它是知冷知熱的百姓星，提供天氣預報數據，服務百姓，也是自主創新的爭氣星，攻克基礎薄弱難題，從落後狀態發展到與歐美髮達國家三足鼎立，實現部分技術的超越。風雲衛星不僅是氣象衛星，還是服務全球的中國星。”國家衛星氣象中心主任、風雲氣象衛星工程總設計師楊軍說。

2)放眼全球，風雲四號實力如何？

風雲四號A星投入使用後，我國更加精確地開展了天氣監測與預報預警、數值預報、氣候監測。衛星裝載的閃電成像儀1s能拍500張閃電圖，探測區域範圍內的閃電頻次和強度，在國內首次提供閃電預警。輻射計每3min對臺風區域進行觀測，彌補了在軌衛星雲圖時間分辨率不高的缺點，對災害及環境監測、人工影響天氣、空間天氣研究等提供了有力支撐。

2021年6月3日，我國成功發射風雲四號B星，風雲四號A、B兩顆衛星實現了更爲靈活的雙星組網觀測，帶來高頻次天氣觀測能力的躍升。

風雲四號B星在國際上首次實現了地球靜止軌道250m空間分辨率、中小尺度（2000km×2000km）1min頻次觀測，爲強對流天氣監測、重大活動氣象保障提供了高頻次、高清晰度的觀測數據。人們看到風雲四號B星雲圖後都不禁感嘆道：“地球從未如此清晰。”

縱觀國際，風雲四號衛星帶領中國高軌氣象衛星趕超歐美，在世界上首次實現了地球靜止軌道的大氣垂直探測，大幅提高了天氣預報準確率和精細化水平，同時其圖像定位精度達到了國際一流水平。

結語：

我國氣象部門人工影響天氣的現代化的探測設備還有很多，包括天氣雷達、雲雷達、微波輻射計等地基雲降水特種觀測設備，探空儀、飛機等空基觀測系統，地球靜止衛星、極軌衛星等天基觀測系統。採用這些設備獲得的觀測資料，人工影響天氣中心研發了雲降水監測預報系統。

未來，氣象部門會進一步改進和完善人工影響天氣技術，使之在保護農業生產、緩解水資源短缺、防災減災、保護生態等方面發揮更大的作用。

參考文獻：

星耀中國：我們的風雲氣象衛星

人工影響天氣的科學技術進展

人工影響天氣用碘化銀催化劑對區域環境影響的研究進展

劉聖楠：淺談人工影響天氣