人工降雪 [复制链接]

第6版()
专栏：知识小品

人工降雪
巢纪平
北方的冬天常常会碰到这样的天气，阴云密布了一、二天，就是不下雪，或者只下一点小雪，云里许多水分白白地从我们头上溜过去了。如果我们能用人工的方法使它下雪，就可以在地里增加很多水分。
人工降雪的原理和方法并不神秘。原来在冬天的冷云里（温度大部分在零度以下）有很多小的冰晶和一些过冷却水滴（所谓过冷却水滴，就是有些水滴在摄氏零度以下没有冻成冰，仍然是水）。这些冰晶和过冷却水滴很小，很容易被云里的气流托住，掉不出云底；有时即使有少量的冰晶掉下来，也由于太小，掉出云外后一下子就蒸发光了，仍然到不了地面。因此，要形成一场大雪，必须要云里的冰晶都长得很大，而且长得很快。如果当冰晶还没有长到足够大的时候，云就消散了，那么也形不成雪。一般来说，云中小冰晶的体积要增长一百万倍后才能掉到地面成雪。
自然界用什么方法使云里的小冰晶一下子长得这么大呢？原来云中的小冰晶和过冷却小水滴之间存在着矛盾。在它们并存在一起的时候，水滴的水分会自动地蒸发到冰晶上去，也就是说，在云里是牺牲了水滴而使冰晶长大的。自然界这种使冰晶增长的过程是很迅速的，一般小冰晶的体积在几分钟内便可以增加百万倍。大冰晶出现以后，大小冰晶之间也有矛盾。大冰晶在云里要降落得快些，它可以追上降得比较慢的小冰晶并与之相碰。大小冰晶相碰后，使大冰晶变得更大。这种使冰晶继续增长的过程，也就是一种“大鱼吃小鱼”的过程。总的说来，矛盾的主要方面还在于冰晶，只有当云里有了足够量的冰晶才能降雪。
人工降雪，就是怎样使云中多一些冰晶。最简单的办法，就是人工地在云中撒下一些冰晶。从哪里去找可以撒到云中去的冰晶呢？近年来科学研究发现，很多物质如碘化银、碘化铅、硫化铜等微粒，它们的形状很像云中自然的冰晶。我们把这些物质的微粒撒入云中，水滴是不长眼睛的，它并不能分辨谁是真正的冰晶，谁是冒牌的冰晶。水滴会自动地蒸发到假冰晶上去，使这些人工的假冰晶增长。这样一来，云中的冰晶数目就大大地增加了。云里有了大量的冰晶，而且冰晶很快地增长，降雪就有了可能。
在云中撒干冰（固态二氧化碳），使云中增加大量的真冰晶，也是人工降雪的一种方法。干冰的温度很低，可以到零下70度左右。当这么冷的干冰进入云中以后，因为骤然降温，云中的水汽便自发地冻结成很多冰晶。
人们常常用飞机撒干冰。撒碘化银、硫化铜等催化剂，也可以用飞机。不过更方便的办法是在地面用炉子烧，烧到一定温度，往炉子里撒催化剂。这时，催化剂的微粒便会气化成一个个非常小的烟粒，随着空气进入云中。如果炉子烧得好，温度适当，一克碘化银分解后可以形成十万亿个人造冰晶。在实际作业中，一个炉子每小时烧二百克碘化银就够了。作业最好在山坡上进行。因为山坡附近空气的上升气流比较强，能使烟粒很快地进入云中。此外，还可以用气球带催化剂上升，在云中爆炸；也可以用土炮打。作业方法是多种多样的，可以因地制宜。催化剂的种类也很多，在地面烧樟脑酒精溶液，也能收到好的效果。