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北京奥运会主场馆“鸟巢”即将竣工。昨日,工人在广场上安装夜景灯 新华社发 |
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2007年7月,北京市人工影响天气办公室在开封进行奥运人工消雨播撒水泥作业技术外场试验(资料照片) |
■本报记者 孙强
核心提示
“奥运会的天,是晴朗的天”——如果把这句话看作简单的陈述句,后面的标点就是一个句号;随着北京奥运会的临近,它又是带有美好祝愿的祈使句,标点该用惊叹号。只是,气象历史数据显示,8月是北京的降雨多发期。因此,当8月8日真正到来之前,这更多的是一个疑问句。
北京奥运会开幕当天会不会遭遇降雨?有关方面为避免可能出现的状况做了哪些工作?人工消雨究竟是怎么回事?人为的力量真的那么神奇?真能“控制”了老天,让它下雨就下雨、让它“憋着”不下就不下吗?
张艺谋的烦恼
如果奥运会下雨怎么办?我们祈祷天佑中华,但这只是美好的希望,气象工作者将用科学的人工影响天气的技术手段来应对可能出现的天气状况
面对众多记者的镜头,张艺谋情不自禁把双手放在胸前,合十,然后微微晃动几下。这位北京奥运会开闭幕式的总导演用满是祈祷的语气说,天佑中华,希望老天爷保佑有一个好天气!
这是2008年3月12日下午,全国政协十一届一次会议举行的一场记者招待会,主题是北京奥运会热点问题。记者招待会刚一开始,一名记者就提出了公众的担心:“据气象资料统计,8月份是北京局地强对流天气的多发期,在奥运会期间,特别是开闭幕式这样的日子里,一旦出现暴雨、强雷暴或者龙卷风、冰雹这样的天气,奥组委有什么应对方式?有没有应急预案?是不是可以考虑让气象部门提前进行人工消雨或者消雹作业?”
连珠炮似的提问说出了种种可能性,显然说中了张艺谋最担心的事情。他笑着对记者坦言,我跟你一样,最担心、最头疼的也是下雨。
张艺谋透露,目前开闭幕式所有的创意都已完成,从3月1日开始,上万名演职员分头在几个不同的场地进行大规模排练。他一连用了好几个希望——希望演出精彩,希望给世界一个惊喜,希望让全国的人民满意,希望全体中国人满意,希望老天爷保佑有一个好天气,希望一切都平安、顺利,这是他天天都希望的。
希望归希望,一切再美好的希望都不能成为轻视可能出现任何一种状况的理由。说到“我们有很多预案”时,张艺谋像是在自言自语:“如果要下雨、中雨、大暴雨怎么办?”
怎么办?
一个平时人们不太注意、却与生活越来越紧密关联的气象专业术语浮出水面——人工影响天气。北京奥运会将用这种科技手段来积极应对可能出现的天气状况。
人工消雨啥原理?
人工影响天气是门科学。想让老天在北京奥运会期间“别下雨”,得按科学原理来施加影响。从某种意义上说,不管是人工增雨还是人工消雨,科学原理是一样的,而且人工消雨并不是变魔术一样把雨“化为乌有”,而是让它提前下、暂时“憋着”不下,或者“请”它去别处下 有句俗语形容无可奈何的事情,前半句就是“天要下雨”。这话听上去没错——老天想要刮风下雨,谁又能管得了呢?但人类总是在不断认识自然、利用自然。人工影响天气就是其一。
这个词是舶来品,英文叫作Advertentweathermodification,直译为“人类有意识的努力而造成的天气变化”。第二次世界大战后,科学家开创了近代气象学的一个重要分支:云雾物理学。别轻看了这个读上去有些拗口、一般人也不知其所以然的学问,它与人类生活、经济建设乃至国防事业都密切相关。
人工影响天气是从人工增雨开始的。谁没见过下雨呢?如果科学解释,这其实是一种复杂的物理现象,专业术语表述为“大气中云水转化成雨水的微物理过程”。陕西省人工影响天气办公室高级工程师陈保国用尽量简单通俗的语言解释:地球表面70%的面积覆盖着江河湖海,在阳光照射下,水变成水汽进入空中,上升到温度较低的高空时,水汽凝结成微小的水滴,许多水滴聚集在一起悬浮在空中,就是云。这是降水的基础。
如果整个云体位于高空0℃层以上,是冷云,当冷云中的一个水滴遇到诸如微尘之类的杂质粒子,会变成冰晶,然后通过与其他水滴碰撞、合并、凝结等物理变化,冰晶“长大”越来越重,空气浮力逐渐托不住它,落到地面上,这就是降雨。如果整个云体温度高于0℃,就是暖云,暖云降水原理简单些,水滴大小不均匀,大水滴很快合并了小水滴,空气浮不住它了,也就下雨了。
搞清了雨是怎么形成的,1933年,瑞典科学家贝吉龙提出一个理论:降水的形成主要取决于云中是否有足够数量的冰晶,能否通过冰水转化形成大水滴。
怎么理解这个科学理论呢?陈保国解释,只有微小的水滴是落不到地面上的,它会一直悬浮在空气中,而微尘等杂质粒子相当于一个“核”,水滴粒子遇到它会依附在上面,即所谓冰晶,然后遇到其他水滴不断“长大”,成为大水滴,最终形成降雨。而冰晶数量必须足够多,否则不能“长”成更多的大水滴,也就没法下雨了。
科学家顺着这个思路继续想:总是大水滴“吃掉”小水滴起主要作用,而大水滴是由足够数量的冰晶即“核”长大形成的;如果人为增加了“核”,就能多“长”出大水滴;怎样才能人为地增加“核”呢,只有给云里撒点什么东西;可什么物质最适合呢……
1946年,美国科学家谢佛尔和冯纳格相继发布了研究成果:在云里播撒催化剂干冰或碘化银,就能增加冰晶也就是“核”的数量。从此,人类逐渐开始利用飞机、高炮、增雨火箭把碘化银、干冰播撒到云中的适当部位,进行人工增雨。
可是,不是不希望北京奥运会下雨吗?说了半天人工增雨这不是背道而驰吗?陈保国解释说,可以通过人工增雨的方式,让雨水提前在别处降下,而原来要下雨的地方如主体育场没雨了,也就达到了人工消雨的目的;而且,从某种意义上说,人工消雨与人工增雨的原理是一样的:给云里播撒过量的催化剂,产生过多的“核”,每个小水滴都想“长大”,都想抢着“吃掉”旁边的小水滴,结果谁都“长”不大,变不成大水滴,要么随着温度升高蒸发了,要么被高空风吹走,自然就无法形成降雨了——这也就是所谓的让老天“憋着”不下雨。
试过没?
两年前,以人文奥运为主题的
“盛典西安”活动,陕西省实施了首次人工消雨。办法有两个,“提前”和“抑制”,效果还不错,原先预报的连阴雨没下下来。演出结束后不久,才下了一点小雨,省委书记赞道,人工消雨真神啊
人工消雨的原理听上去并不复杂,可细想——人真的与天“斗”,让老天下不了雨?这可真是挺神的。有趣的是,所有接受采访无论陕西还是北京的气象专家,无一例外都说理论归理论,实际操作是另外一码事,“难度很大”,哪怕他们曾成功地实施过人工消雨作业。
一说起北京奥运会将人工消雨,陕西省人工影响天气办公室副主任刘贵华,想起了两年前陕西进行的首次人工消雨。
那是2006年10月20日的“盛典西安”活动。作为北京奥运到来之前一次大规模的文化亮相活动,“盛典西安”由北京奥组委、陕西省政府主办、西安市政府承办,在赫赫有名的西安大明宫遗址上举行。可眼看活动日期临近了,天气预报却说“受冷空气影响,未来几天西安多阴雨天气”。
一场精心筹备的盛事难道眼睁睁看着被雨淋了?时任中共陕西省委书记李建国等领导指示气象部门积极应对。当年10月16日晚,连阴雨马上就要来了,陕西省政府召集气象、民航管理局等单位,专题研究对策,准备实施人工消雨。
办法有两个,“提前”降雨和“抑制”降雨。
气象专家根据陕西秋季降水天气系统自西向东移动的特点,在西安—咸阳一线以西设置了三道防线,第一道防线是长武-彬县-麟游-岐山-宝鸡-凤翔-陇县-千阳,第二道防线是旬邑-永寿-乾县-扶风-眉县-武功,第三道防线是宜君-铜川印台区-铜川耀州区-淳化-礼泉-兴平-周至-户县。
大量雨水从西边第一道防线开始下,逐渐往东边移。气象部门监视气象卫星云图演变过程,做出降水3小时、6小时临近精细化预报,几道防线逐渐进入防御——其实防御的办法是人工增雨,本来就下着雨,通过催化剂让更多的雨水提前降到防线外,等云层快移到西安附近时,雨水自然就少了。
这次人工消雨涉及西安、宝鸡、咸阳、铜川4个市22个区县,气象部门设置了32个高炮作业点,45个火箭作业点,其中有移动火箭车13部,追着大云团把雨水打下来。这里面可有学问了,啥时间发布指令,打炮的方位、仰角、射击方式以及用弹量,都得根据雷达提供气象数据做出决定。
大量的雨水提前降下来了,最后,再过量播撒催化剂,让已经少了许多的水滴每个都“长”不大,高空风一吹,把它带走了,要么随着温度的升高,小水滴蒸发了。
结果,“盛典西安”得以在晴朗的夜空下举行。活动结束后不久,才下了一点零星小雨,李建国赞道,人工消雨真神啊!
能行吗?
从2002年开始,北京奥运气象服务中心、北京市人工影响天气办公室的专家开展了针对“2008年奥运会开闭幕式”的人工消雨试验研究,取得了初步成效。专家强调,目前的科技水平,可以对小范围且较弱的局地降水系统实施人工消雨,并起到较好效果,但对强降水过程、大范围深厚降水,还做不到完全消雨
据说多哈亚运会前,有名中国女记者问组委会:如果开幕式当天下雨了,有准备应急措施吗?台下一片哄笑,组委会的艺术总导演也笑说多哈一年最多下不了5场雨,真要下了,就打雨伞,但这里买不到雨伞。本报特派多哈亚运会记者回忆,那天早上就阴云密布,下午开始下雨,人们希望老天赏脸,谁知雨越来越大,到开幕式开始前,风大雨猛,全场4万多观众全变成“落汤鸡”,而精心准备的表演也因此缩水三成。
中国对类似问题没有掉以轻心。
北京奥运会将于今年8月8日开幕,24日结束。根据30多年来这一时段北京地区的历史降水情况,北京市气象局副总工程师、北京奥运气象服务中心系统办公室主任王玉彬分析,8月8日的降水概率约为47%,在8月8日至24日之间,强降雨(指大于25毫米的降雨)出现的概率是6.5%。
这也就是说,奥运会期间,可能会下雨,更有可能不下,但下大雨的可能性很小。北京市气象局办公室主任杨晋辉表示,届时到底会是个什么天,还得根据天气变化做进一步预测。
但不管老天最终会是什么“脸色”,气象专家早就未雨绸缪。北京市气象局局长谢璞介绍,从2005年开始,就开展了针对奥运会开闭幕式的人工消雨试验研究。先是在每年汛期,利用各种天气条件,飞机探测飞行,获得一手数据。接着连续几年,针对各种不同云层,实施播撒多种催化剂的消雨试验,破坏云的自然降水,使特定地区上空的降水减少或得到抑制。
北京市气象局网站上公布了近年来为此进行的一些试验,有些还得到空军部队的协助。如去年7月,北京市人工影响天气办公室,在开封空军机场进行奥运消雨播撒水泥作业技术外场实验,使用运8飞机飞行两架次,在黄河滩上空进行10组空投水泥载体实验。
陈保国解释说,水泥也可当作一种人工消雨的催化剂,作为“核”颗粒极小,过量播撒,云中的水滴就不会“长大”,起到消雨的作用。而这种方法需要播撒的粒子数量很大,有资料显示当年苏联举行红场阅兵时,曾使用过播撒水泥消雨的方法,一次动用8架运输机,每架运输机装载6吨水泥。
去年,北京派人去上海支援特奥会开闭幕式人工消雨工作。同年8月,内蒙古自治区60周年大庆活动,北京也利用这个时机进行了一次消雨演练。北京人工影响天气办公室常务副主任张蔷说,在上风区的内蒙古地区试验人工消雨成功,也可达到阻止降雨进京的效果。
在这些试验基础上,中国气象局组织北京气象局和一些院校的权威专家,编写2008年奥运会开幕式人工消雨作业实施方案。据悉,实施方案以奥运会主体育场为中心,设置了多道防线,将与天津、河北等周边地区进行联动联防。北京市共有170名专、兼职工作人员,分布在周边的26个试验点,从全国抽调的气象专家组成的北京奥运气象团队也已进入备战状态。
但这些试验以及实施方案,并不是告诉人们“我们完全能够人工消雨了”。坊间流传一个笑话,某城市举行“峰会”,也搞了人工消雨,有媒体报道标题为《峰会期间下不下雨
天说了不算》,结果那天和多哈亚运会开幕时一样——大雨如注。
作为一名气象专家,王玉彬坦率而严谨。他说,目前的技术和科学水平,可以对小范围且较弱的局地降水系统实施人工消雨作业,并起到较好效果,但对强降水过程、大范围深厚降水,还做不到完全消雨。气象部门保障开闭幕式顺利举行的任务重点还在于加强对天气的监测和预警。
提问与解答
奥运气象一个没有金牌的赛场
北京市气象局局长谢璞比较了近期的几届奥运会,亚特兰大、悉尼、雅典,北京的天气环境复杂程度远远超过这几个地方。中国气象局和北京市气象局自申奥成功不久就开始着手组织奥运会气象保障工作。2004年雅典奥运会期间,中国气象专家首次全程直接参与了奥运气象保障工作。奥运气象保障技术研究课题组组长、中国气象局预测减灾司司长章国材把奥运气象保障服务称之为一个“没有金牌的赛场”。
专家们在这个赛场上以谨慎、科学的态度工作,为民众解释各种关于奥运气象的疑惑。
问题一:对奥运会产生影响的天气有哪些?北京奥运会期间北京地区会出现强降雨和闷热天气吗?
解答:气象资料分析的结果是,对奥运会造成较大影响的天气主要有:高温闷热、大雨量级以上降水(≥25毫米)、雷暴等。这些天气可能会对重要活动或比赛日程安排有影响,如降雨对开闭幕式的影响;对一些比赛项目成绩有影响,如风可能对田径、射箭、帆船以及温度对马术的影响,还有就是天气对城市运行的影响,如暴雨对交通的影响等。
北京市气象局副总工程师王玉彬表示,奥运期间灾害性天气发生概率:8月8日的降水概率约为47%。在8月8日到8月24日期间,强降雨(指大于25毫米的降雨)在北京出现的概率是6.5%,闷热天气(一般认为日最高温度超过35℃为高温天气、最低温度超过25℃为闷热天气)出现大概是4.1%。也就是说,公众比较关注的奥运会期间的强降雨和闷热天气的概率不是很大。
问题二:北京奥运会会不会遭遇沙尘暴?
解答:北京市气象台台长郭虎表示,从气候条件来看,春季是北京出现沙尘最多的季节,春季将占到全年沙尘的一半以上。从目前资料看,北京沙尘天气主要在三四月份,50年来北京还没有在夏季出现沙尘天气。北京市气象局副总工程师王玉彬也明确表示,奥运会期间发生沙尘暴的概率为0。因此可以不考虑沙尘暴对北京奥运造成的影响。
问题三:如果高温怎么办?如果有冰雹怎么办?
解答:据悉,气象部门将用各种科技手段影响天气,使奥运会顺利进行。如果出现高温干旱天气,北京市人工影响天气办公室将用飞机、气球、发生器、高炮和火箭五种工具进行人工增雨。如果出现冰雹,将用高炮把碘化银打到雹云中,产生的大量凝结核,使冰雹都变成小“盐粒”,达到人工消雹的效果。
问题四:碘化银等催化剂会对自然界造成污染吗?
解答:碘化银(AgI)是一种淡黄色粉末状的物质。陕西省人工影响天气办公室高级工程师陈保国介绍,碘化银能溶于碘化钠或碘化钾的丙酮溶液中,在600℃以上的高温中汽化,迅速冷却后会形成大量微小颗粒,这就是人工增雨需要的人工冰核。碘化银的人工成核率很高,毒性也很低,一般在每平方公里范围内用量仅0.5克,检测显示它对自然界的污染几乎为零。还有一种催化剂干冰,就是固态的二氧化碳(CO2),是一种粉末状的分子晶体,就像冰渣一样,二氧化碳本来在大气中就存在。北京市气象局副总工程师王玉彬表示,北京人工消雨还使用液氮作为催化剂,对大气环境也是零污染。
趣闻
人工影响天气技术曾被当作气象武器
人工增雨居然是种“武器”,而且早都用在了战争中?别惊讶,近年披露的史料显示:美越战争时,柬埔寨通往越南有条著名的“胡志明小道”,各种作战物资靠这条通道送往前线,但那里常常出现暴雨,冲毁交通,原来这是美国总统约翰逊亲自批准实施的秘密气象
行 动——美国人在那条路上空进行了人工增雨行动。
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