人類社會發展進步是一個認識自然、利用自然、改造自然的過程。天要下雨，天要降雹，等等，這些自然現象似乎是人類無法控制影響的，但是人類是智慧的、大膽的，一直都想對這些自然現象做出一定的幹預與控制。

人工影響天氣，過去被稱為人工控制天氣，是指為避免或者減輕氣象災害，合理利用氣候資源，在适當條件下通過科技手段對局部大氣的物理、化學過程進行人工影響，實現增雨雪、防雹、消雨、消霧、防霜等目的的活動。

很早以前，就有人工影響天氣的案例。

17世紀末，中國清代的《廣陽雜記》就載有：“夏五、六月間，常有暴風起，黃雲自山來，必有冰雹，土人見黃雲起，則鳴金鼓，以槍炮向之施放，即散去。”這是我國古代勞動人民用土炮防雹的生動描述，他們為了減輕冰雹對農作物收成的影響，開始采用了一種主動的、人工可以控制的方法――用土炮轟擊雹雲，想要達到防雹的目的。

可以看到，我國勞動人民從很早以前就有了想人為幹預天氣使之有益于人類的想法和實踐，但是由于當時科學技術的落後，這些實踐以失敗告終。

具有現代科學意義的人工影響天氣真正誕生是在20世紀40年代。

1946年，美國科學家I.朗缪爾等根據冰晶在降水形成過程中的重要作用，提出了人工産生冰晶影響冷雲降水的設想，他的助手V.J.謝弗和B.馮内古特，發現将幹冰碎粒和碘化銀煙粒引入充滿過冷水滴的雲室裡，能夠産生大量的冰晶。同年11月，謝弗進行了第一次對自然雲層的人工催化試驗。他用飛機将3磅幹冰碎塊投入雲頂溫度為-20°C的過冷層狀雲中，5分鐘後，雲下出現了降雪。此試驗結果引起廣泛的重視，推動了人工影響天氣試驗的迅速發展。

人工影響天氣的應用領域十分廣泛。它可以應用于軍事、農業生産等等領域。與我們息息相關的應用領域就是民用領域的人工影響天氣；人工影響天氣的種類有很多：包括人工降水、人工防雹、人工消雲、人工消霧、人工防霜、人工削弱風暴（台風）和人工抑制雷電等；人工影響天氣的科技手段也有很多。

本文将重點介紹一下大家耳熟能詳的兩種，即人工增雨和人工防雹，這兩種人工影響天氣的科技手段主要是通過“影響雲”。

影響雲？沒錯！

我們知道，天氣的産生與發展變化與天空中的雲彩是息息相關的，比如，晴天的時候天空中的雲彩一定是少的；陰天呢，則天中布滿雲彩；下雨天，雨滴也都是從雲彩中産生并掉落下來的。

因此，想要人為地幹預天氣，改變天氣，就要幹預和改變雲的數量、結構、及其中的物理化學過程。所以，改變雲的原理主要是向雲中播撒催化劑（催化劑是一種神奇的化學物質，它們可以使化學反應加速或減慢，而它們本身不發生任何變化）來影響雲本身和雲中的化學反應，以達到讓天氣過程朝着有利于人類的方向轉化。

首先，我們來看看人工增雨。想象你的頭頂有一朵雲。這朵雲正在下雨。我們用一個足夠大的容器接住這些雨水，直到雨停。那麼，思考一個問題：是不是容器中的這些雨水量就等于這朵雲中所含水的總量呢？

别急着回答。我先舉一個例子。把一塊幹海綿進入水中，拿出濕海綿，舉到一定高度，用較小的力氣擠壓海綿，海綿中會有水滴落下。那麼，試問，這些落下的水滴的總量是否就等于海綿中的含水量呢？顯然不是！而我們頭頂的那朵雲就像是這塊海綿，因此，上面所說的容器中的雨水量遠遠小于雲中的含水量。

這個時候，我們想讓更多的水下來，對于海綿，我們隻需擠壓的力氣更大一些；而對于那朵雲，催化劑就可以大展身手了。我們用車載火箭彈或者飛機（如上圖所示）向雲中發射或播撒催化劑，改變雲中的化學反應，就像用更大的力氣來擠壓海綿一樣，更多的雨水就會降落下來。這就是人工增雨，常用的催化劑是幹冰和碘化銀。

與人工增雨類似，人工防雹的一般方法也是利用催化劑影響冰雹生長條件。

冰雹的生長就像滾雪球一樣。滾雪球的過程是小雪球不斷被雪粘附最終變成大雪球；冰雹生長的過程則是小冰粒不斷被水粘附并凍結最終變成大冰雹。這些巨大的冰雹從雲中掉落，到達地面，會破壞莊稼，影響人們的日常生活，造成對農業、交通等的危害。

充足的水分供應是災害性大冰雹形成必不可少的條件。因此，人工防雹的着手點就是切斷或減少冰雹生長過程中的水分供應。為了避免和減輕冰雹帶來的災害，氣象工作者用火箭彈等氣象儀器将催化劑打入雲中，使雲中水汽迅速變成冰晶，這樣一來，雲中冰雹的胚胎就沒有足夠的水分供應使它長大。因而就不會有災害性冰雹降落，達到了人工防雹的目的。示意圖如下圖所示。

未加催化劑的情況

加催化劑的情況（以上圖畫為作者原創）

人工影響天氣給人們的生活、社會的發展都帶來了非常顯著的好處。人類自古以來“呼風喚雨”的夢想已經不是天方夜譚。未來，氣象部門會進一步改進和完善人工影響天氣技術，使之在保護農業生産、緩解水資源短缺、防災減災、保護生态等方面發揮更大的作用。

作者：中國科學院大氣物理研究所 劉聖楠

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