洛杉磯已正式停止嘗試人工降雨——目前是這樣。在過去兩個月的三個獨立風暴期間,洛杉磯縣公共工程部的合同工在帕薩迪納山上的山丘中點燃了 25 個特製焰彈,將閃閃發光的煙柱送入雲層,為雲層帶來字面意義上的“一線希望”,以增加降水。
這些努力標誌著自 2002 年以來,這個乾旱的大都市首次進行雲催化,試圖增加降雨量;目前該市正遭受近五年的乾旱,今年冬天的降雨量僅為往常的 40%。儘管加利福尼亞州和其他地方的科學研究表明,雲催化的效果充其量是有限的,但即使是從廣闊的天空水庫中獲取更多水的微弱希望,也仍然令人難以抗拒。
公共工程部的發言人克爾容·李說:“我們曾希望在厄爾尼諾冬季的承諾下獲得更多降雨。”該部門負責監督雲催化(pdf)工作已有 50 多年,旨在減少從加利福尼亞州其他地區和其他地方進口水的費用。“暴雨水比進口水便宜 85%。”該部門估計,根據過去的結果,雲催化可以在 10 月至 4 月的季節產生 57 億升額外的水。根據公共工程部的估計,為了獲得可能花費 320 萬美元的額外水資源,該地區的納稅人向北美天氣顧問公司支付了 55 萬美元,該公司負責執行該過程。
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在城市東部的聖加布裡埃爾山脈的山麓,北美公司運營著 10 個“發生器”——六個手動燃燒器和四個遠端操作的焰彈樹,它們像暗灰色的仙人掌一樣從灌木叢中伸出。每個燃燒器或焰彈都會釋放出 15 克碘化銀,這是一種金屬化合物,可促進雲層中的冰晶形成。
圖片由洛杉磯縣公共工程部提供
煙塵、灰塵和甚至細菌已被證明在自然降雨和降雪中起著類似的作用,但出於人工目的,碘化銀效果最佳,因為它的分子結構與冰相似,從而促進此類晶體的形成。在水蒸氣已變得過冷但未結冰的雨雲中——飛行員稱之為“結冰條件”——碘化銀顆粒可以誘導冰晶在自身周圍形成。更多的冰在這些新生晶體周圍凝結,直到它們變得足夠重,以降雨或降雪的形式落下。額外的降水被洛杉磯縣的水庫或滲水場捕獲,在那裡水滲入地下。
基本原理自 1950 年代以來已廣為人知,當時伯納德·馮內古特(著名小說家庫爾特·馮內古特的兄弟)在《大眾科學》上撰寫了關於它的文章。最近的統計調查表明,在非常特定的條件下,用碘化銀進行雲催化可以將降水量增加多達 15%。然而,在確定其有效性時,總是存在一個問題,即無論如何可能會下多少雨或雪——以及如何從大量的自然變異性中梳理出相對少量的人類影響。當被問及今年的努力是否奏效時,北美天氣顧問公司總裁唐·格里菲斯自 1960 年代以來一直從事雲催化工作,他說:“這是一個非常難以回答的問題……我們認為是的,我們希望如此,但你無法證明這一點。”
插圖:約翰·格里姆韋德
其他人則更有信心。“就我們而言,這是一個經過驗證的專案,我們將繼續這樣做,”李說。“雲催化只是我們為增加當地供水而採取的措施之一。”
鑑於加利福尼亞州需要額外 42 萬億升水才能結束乾旱,可能需要採取一切努力。“我們不會出去說我們正在緩解乾旱,”天氣修改公司總裁、氣象學家、飛行員尼爾·佈雷金說。“抱歉,不可能發生。但作為綜合水資源管理計劃的一部分,雲催化可能非常有效。”
但是,這種有效性的潛力伴隨著許多條件。就像雪花一樣,沒有兩朵雲是相同的。訣竅之一是找到合適的地理和氣象條件,並將碘化銀送到雲層中的正確位置——同時避免對怪物風暴進行催化或在易受危險洪水、山體滑坡或其他不良影響的地方誘發降雨。未來,無人機可能會對此有所幫助。催化雷暴、抑制冰雹和製造更多雲層以期降雨從未被證明有效,但這並沒有阻止從北達科他州到中國等地的當局嘗試所有這些天氣控制措施——以及更多措施。部分動機是政治性的。科羅拉多州立大學的大氣科學家和名譽教授威廉·科頓說:“就水務機構而言,很多時候只是走出去做點什麼。”
當然,加利福尼亞州的許多地區都有山脈毗鄰海岸線,這為雲催化發揮作用的特定條件提供了便利。具體而言,風暴雲必須撞擊迫使潮溼空氣向上移動的山脈,從而形成過冷水蒸氣的對流帶,這些水蒸氣尚未凍結,因此是碘化銀顆粒促進降水的肥沃區域。
很少有地方擁有如此最佳的設定。也許這就是為什麼阿拉伯聯合大公國——已投資超過 500 萬美元用於最大限度地增加降水的研究,包括雲催化作業——正在使用計算機來模擬建造一座山在沙漠中和從撞擊人工山峰的雲層中收集雨水的有效性。顯然,迪拜 830 米高的地標性摩天大樓哈利法塔——地球上最高的建築物——還不夠大,無法開始降雨。美國國家大氣研究中心的大氣科學家兼世界氣象組織天氣修改專家組主席羅洛夫·布魯因傑斯說:“沒有人可以創造雲。雲催化更像是一種長期的水資源管理工具。”
* 更正(2016 年 5 月 5 日):此句已更正。