12月2日，《國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于推進(jìn)人工影響天氣工作高質(zhì)量發(fā)展的意見》(簡(jiǎn)稱《意見》)正式發(fā)布，《意見》提出，要深入開展全球氣候變化背景下的云降水和人工影響天氣機(jī)理研究，著力在云水資源評(píng)估、作業(yè)條件監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)、作業(yè)催化、效果檢驗(yàn)和效益評(píng)價(jià)等關(guān)鍵技術(shù)上實(shí)現(xiàn)突破。

其實(shí)，人工影響天氣的做法并非近年才出現(xiàn)。在抗旱減災(zāi)的強(qiáng)烈需求推動(dòng)下，從1958年開始，我國(guó)就進(jìn)行了大量的人工增雨(雪)作業(yè)。如今，隨著對(duì)人工影響天氣機(jī)理研究和關(guān)鍵技術(shù)的突破，人工影響天氣作業(yè)愈發(fā)常見。然而，化云為雨，并非想象的那么簡(jiǎn)單。

人工影響天氣

掌握云水資源是關(guān)鍵

要弄明白如何化云為雨，需要先了解大氣水循環(huán)過程。

大氣水循環(huán)是怎樣的過程呢?中國(guó)氣象科學(xué)研究院研究員周毓荃介紹，來自海洋和陸地的水(固態(tài)和液態(tài))蒸發(fā)成為水汽，進(jìn)入大氣;水汽受大氣不均勻的動(dòng)力熱力影響移動(dòng)和上升，部分水汽在天空冷卻凝結(jié)成具有復(fù)雜的宏微觀結(jié)構(gòu)的云，內(nèi)部充滿各種大小不同、相態(tài)不一的高濃度細(xì)微云滴或冰晶(直徑約10微米)，在一定條件下，這些云滴或冰晶增長(zhǎng)為直徑約102—103微米的大顆粒水凝物，即云水，進(jìn)而形成雨、雪、霰等，最終落出云體，降落到地面成為降水。

可見，在大氣水循環(huán)中，水汽無法直接變?yōu)榻邓谖锢磙D(zhuǎn)化過程中必須要有云水出現(xiàn)，這些水汽才有可能轉(zhuǎn)化形成降水。

“在大氣水循環(huán)過程中，有一部分云水還留在空中，不能靠自然過程直接轉(zhuǎn)化成為降水，我們把循環(huán)過程中這些仍留在空中的云水叫作云水資源。這些云水通過人工催化的手段有可能被開發(fā)成為降水，也就是通常說的人工增雨(雪)。”周毓荃說。

今年年初，基于國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)專項(xiàng)《云水資源評(píng)估和利用示范》項(xiàng)目研究表明，近20年，中國(guó)大陸全年參與大氣水循環(huán)的水汽年平均總量約36萬億噸，水汽更新期約8—10天;大氣水凝物年平均總量約8萬億—10萬億噸，但其更新期平均僅5—8小時(shí);留在空中沒有形成降水的云水資源年平均總量仍約有2萬億—3萬億噸。如此豐富的云水資源，十分有利于我國(guó)大氣水循環(huán)和云水資源的開發(fā)利用。

云水資源開發(fā)

不同手段因“云”制宜

云水資源究竟是如何開發(fā)的?

據(jù)了解，云按照物理特性可分為冷云和暖云，暖云里充滿小水珠，溫度在0℃以上，上升氣流的托舉使它們飄浮在空中掉不下來;冷云的溫度在0℃以下，云里有許多閃亮的冰晶和冷卻水珠，但由于它們又小又輕，在上升氣流的托舉下，也不會(huì)掉下來。

這時(shí)候，就需要通過人工干預(yù)，影響其微物理過程，促使冰—水轉(zhuǎn)化、小云滴凝結(jié)或碰并等物理過程發(fā)生，實(shí)現(xiàn)增雨(雪)目的。目前常用的催化劑有制冷劑(干冰等)、結(jié)晶劑(碘化銀等)、吸濕劑(食鹽、尿素等)等。制冷劑和結(jié)晶劑主要用于冷云，暖云則主要依靠吸濕劑來促進(jìn)降水形成。

“近年來，我國(guó)在云降水和人工影響天氣機(jī)理研究方面，取得了一系列重大突破。”中國(guó)氣象局云霧物理環(huán)境重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室主任、全國(guó)人工影響天氣科技咨詢?cè)u(píng)議委員會(huì)副主任委員陳寶君說，依托觀測(cè)技術(shù)進(jìn)步和云數(shù)值模式發(fā)展，氣象部門借助于天空地一體化的立體氣象觀測(cè)網(wǎng)，并利用先進(jìn)的云降水?dāng)?shù)值模式，對(duì)我國(guó)典型地區(qū)典型云系(如華北層狀云、西北地形云、南方對(duì)流云)的微物理結(jié)構(gòu)(如液態(tài)水含量和分布、云粒子特性等)和降水形成機(jī)制有了更深入了解，并成功得到了我國(guó)云水資源的時(shí)空分布特征。

研究表明，從云水資源總量分布看，我國(guó)東南區(qū)域的云水總量平均值最大，中部區(qū)域次之，西北和華北區(qū)域的云水總量平均值較小。豐沛區(qū)主要位于我國(guó)的東南地區(qū)和東北地區(qū)東部，而華北至西部地區(qū)的云水資源量值相對(duì)較少。

周毓荃認(rèn)為，科學(xué)認(rèn)識(shí)云水資源及變化規(guī)律意義重大，未來氣象部門要進(jìn)一步提升科學(xué)評(píng)估、精準(zhǔn)開發(fā)、精確檢驗(yàn)和高效利用的效率，還有許多科學(xué)難點(diǎn)要突破。