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回形针 - PaperClip, Vol.090 如何科学地制造降雨?

Vol.090 如何科学地制造降雨?

在 中国 人工降雨 是 常态

为了 求雨

中国气象局 在 2008 至 2014 年花 了 65 亿

在 全国 357 个市 发射 了 71 万枚 火箭 和 535 万发 炮弹

带来 了 3100 亿 升降 雨

但 事实上

中国 是 全世界 最 热衷 人工降雨 的 国家

除了 中国

也 就 只有 日本 、 印度 等 少数几个 国家 会 经常 实施

在 美国 每年 花 在 人工降雨 上 的 钱 也 只有 中国 的 十分之一

在 美国 国家 科学院 (NAS) 的 这份 报告 中

人工降雨 甚至 被 认为 毫无 有效性

人工降雨 是否 只是 一场 骗局 ?

为什么 中国 这么 热爱 人工降雨 ?

要 明白 人工降雨

首先 要 知道 雨 是 怎么 来 的

要 知道 雨 从 哪里 来

我们 先 要 知道 云 从 哪里 来

简单 来说 云 就是 水蒸气

水蒸气 遇冷 变成 水珠

小 水珠 聚集 变成 大 水珠

在 重力 的 作用 下 降落 —— 就是 雨

所以 只要 有云 就 有 可能 下雨

但 下雨 也 没 那么 容易

在 这 之前 需要 先 得到 水珠

要 得到 水珠 就 需要 先 形成 冰核

但 要 得到 冰核 也 不 容易

需要 温度 低于 零下 40 度

水 才能 自发 冻结 核化

并 吸收 水汽 不断 长大

最后 往下掉

云层 下方 温度 低于 0 度 就是 雪

高于 0 度 就 化成 了 雨

所以 人工降雨 的 思路 就 很 清晰 了

要么 向云里 丢 冰核

要么 把 温度 降到 零下 40 度

在 这 之前 得 先 找到 合适 的 云

通常 是 在 2000 米 以上 低于 0 度 的 冷云

最 常见 的 的 人工 冰核 是 碘化银

一种 拥有 和 冰晶 类似 六边形 结构 的 黄色 粉末

可以 有效 地 吸附 水汽 形成 液滴

降温 的话 通常 用 干冰

干冰 升华 会 吸收 大量 热量

创造 出 零下 40 度 的 环境

让 水汽 自然 冻结 为 冰核

而 对于 0 度 以上 已经 充满 了 微小 液滴 的 暖 云

则 可以 撒盐 吸附 小 液滴 形成 大 水滴

为了 把 这些 东西 投放 到 云里

通常 有 三种 方案 : 开炮 、 开 飞机 和 烧香

在 国家 气象局 的 《 中华人民共和国 气象 行业标准 》 里

我们 可以 找到 气象火箭 的 内部结构

一支 成本 2000 元 的 火箭 最高 可以 在 8200m 爆炸

把 碘化银 填充 在 火箭 的 播撒 仓里

达到目标 云层 后 延时 引信 会 引发 爆破

为了 准确 控制 火箭 爆炸 的 位置

事先 会 使用 雷达探测 确定 云层 中 最 适宜 播撒 碘化银 的 -10℃ ~ -20℃ 的 位置

根据 目标 位置 设定 火箭 的 出射 角度

升空 之后

每 1 克 碘化银 就 能 形成 数十亿 个 1µm 的 碘化银 粒子

成为 冷云里 的 冰核

如果 需要 在 暖 云里 撒盐

还 可以 用 气象 飞机

携带 吸湿性 盐

如 食盐 、 尿素 、 氯化钙

在 飞掠 目标 云层 时 播撒

在 上升 气流 较 多 的 山区

烧香 是 最 省钱 的 方案

直接 在 烟炉 中 焚烧 碘化银 棒

靠 气流 将 碘化银 粉末 送上 云层 就行

能 快点 下雨 确实 没错

但是 这样 真的 能 让 降雨量 变多 吗 ?

这篇 来自 青海大学 的 论文

分析 了 593 个 国内外 人工 增雨 个案 数据

得到 的 结论 是 平均 增 雨量 为 21.5%

其中 国内 25% 国外 15% 左右

这样 的 成果 看起来 非常 喜人

那 为什么 还有 大量 的 报告 指出 人工降雨 的 有效性 毫无根据 呢 ?

这 是因为 在 研究 中 往往 将 人工 降雨量 与 预期 降雨量 对比

却 又 缺乏 对 降雨量 的 预测 手段

毕竟 当 一个 云团 经过 人工降雨 后

就 失去 了 记录 它 实际 应有 降雨量 的 机会

所以 能 不能 增加 降雨 确实 不好 说

但 最起码 可以 提前 降雨

比如 在 2008 年 北京 奥运会 开幕式 前

北京 周边地区 就 累计 发射 了 1104 枚 碘化银 降雨 火箭

成功 提前 降雨

造成 了 万里无云 的 大好局面

一滴 都 没有 了

想下 都 下 不 出来


Vol.090 如何科学地制造降雨? Vol.090 How to create rainfall scientifically? Vol.090 ¿Cómo crear precipitaciones científicamente? Vol.090 Как создать дождь научным путем?

在 中国 人工降雨 是 常态 In China, artificial rainfall is the norm.

为了 求雨 In order to trigger rainfall,

中国气象局 在 2008 至 2014 年花 了 65 亿 the China Meteorological Administration spent 6.5 billion yuan from 2008 to 2014

在 全国 357 个市 发射 了 71 万枚 火箭 和 535 万发 炮弹 to launch 710,000 rockets and 5.35 million shells in 357 cities nationwide,

带来 了 3100 亿 升降 雨 bringing in 310 billion liters of rainfall.

但 事实上 But in fact,

中国 是 全世界 最 热衷 人工降雨 的 国家 China is the world's most passionate country for artificial rainfall.

除了 中国 In addition to China,

也 就 只有 日本 、 印度 等 少数几个 国家 会 经常 实施 only a few countries, such as Japan and India, often carry out artificial rainfall.

在 美国 每年 花 在 人工降雨 上 的 钱 也 只有 中国 的 十分之一 In the United States, the amount of money spent on artificial rainfall every year is only one-tenth that of China.

在 美国 国家 科学院 (NAS) 的 这份 报告 中 In the report of the National Academy of Sciences (NAS),

人工降雨 甚至 被 认为 毫无 有效性 artificial rainfall was even considered ineffective.

人工降雨 是否 只是 一场 骗局 ? Is artificial rainfall just a scam?

为什么 中国 这么 热爱 人工降雨 ? Why is China so passionate about artificial rainfall?

要 明白 人工降雨 To understand artificial rainfall,

首先 要 知道 雨 是 怎么 来 的 we must first know how the rain comes from.

要 知道 雨 从 哪里 来 To know where the rain comes from,

我们 先 要 知道 云 从 哪里 来 we must first know where the cloud comes from.

简单 来说 云 就是 水蒸气 Simply put, the cloud is water vapor.

水蒸气 遇冷 变成 水珠 The water vapor turns into water droplets when it is cold.

小 水珠 聚集 变成 大 水珠 Small water droplets gather into large water droplets.

在 重力 的 作用 下 降落 —— 就是 雨 Then they fall down by the effect of gravity, which is rain.

所以 只要 有云 就 有 可能 下雨 Therefore, as long as there is a cloud, it is possible to rain.

但 下雨 也 没 那么 容易 But it's not so easy to rain.

在 这 之前 需要 先 得到 水珠 Before that, it needs to get the water beads first.

要 得到 水珠 就 需要 先 形成 冰核 To get water drops, it needs to form an ice core first.

但 要 得到 冰核 也 不 容易 But getting ice cores is not easy.

需要 温度 低于 零下 40 度 When the temperature is below 40 degrees,

水 才能 自发 冻结 核化 the water will spontaneously freeze and nucleate.

并 吸收 水汽 不断 长大 And the water vapor will continue to grow

最后 往下掉 and eventually fall down.

云层 下方 温度 低于 0 度 就是 雪 When the temperature below the cloud is below 0 degrees, snowfall occurs.

高于 0 度 就 化成 了 雨 If it is above 0 degrees, rain occurs.

所以 人工降雨 的 思路 就 很 清晰 了 So the idea of artificial rainfall is clear –

要么 向云里 丢 冰核 either throw ice cores into the clouds

要么 把 温度 降到 零下 40 度 or drop the temperature to minus 40 degrees.

在 这 之前 得 先 找到 合适 的 云 Before that you have to find the right cloud,

通常 是 在 2000 米 以上 低于 0 度 的 冷云 usually a cold cloud with a height of more than 2000 meters and a temperature below 0 degrees is proper.

最 常见 的 的 人工 冰核 是 碘化银 The most common artificial ice core is silver iodide.

一种 拥有 和 冰晶 类似 六边形 结构 的 黄色 粉末 It is a yellow powder with a hexagonal structure similar to ice crystals,

可以 有效 地 吸附 水汽 形成 液滴 which can effectively adsorb water vapor to form droplets.

降温 的话 通常 用 干冰 Dry ice is usually used to lower the temperature.

干冰 升华 会 吸收 大量 热量 Dry ice sublimation will absorb a lot of heat,

创造 出 零下 40 度 的 环境 creating an environment of minus 40 degrees,

让 水汽 自然 冻结 为 冰核 allowing water vapor to naturally freeze into ice core.

而 对于 0 度 以上 已经 充满 了 微小 液滴 的 暖 云 For warm clouds above 0 degrees that are already filled with tiny droplets,

则 可以 撒盐 吸附 小 液滴 形成 大 水滴 you can sprinkle salt, which can adsorb small droplets and form large water droplets.

为了 把 这些 东西 投放 到 云里 In order to put these things into the cloud,

通常 有 三种 方案 : 开炮 、 开 飞机 和 烧香 there are usually three options: firing, aircraft seeding and smoke furnace ignition.

在 国家 气象局 的 《 中华人民共和国 气象 行业标准 》 里 In the "Meteorological Industry Standards of the People's Republic of China" issued by the China Meteorological Administration,

我们 可以 找到 气象火箭 的 内部结构 we can find the internal structure of the meteorological rocket.

一支 成本 2000 元 的 火箭 最高 可以 在 8200m 爆炸 A rocket costing 2,000 yuan can explode at a height of 8,200 m.

把 碘化银 填充 在 火箭 的 播撒 仓里 Fill the silver iodide in the rocket's sowing bin,

达到目标 云层 后 延时 引信 会 引发 爆破 and the delay fuze will cause the blast to reach the target cloud.

为了 准确 控制 火箭 爆炸 的 位置 In order to accurately control the location of the rocket explosion,

事先 会 使用 雷达探测 确定 云层 中 最 适宜 播撒 碘化银 的 -10℃ ~ -20℃ 的 位置 radar detection is used in advance to determine the location of the cloud (the cloud with a temperature between -10 ° C and -20 ° C) that is most suitable for spreading silver iodide.

根据 目标 位置 设定 火箭 的 出射 角度 Then adjust the angle of launch based on the target position.

升空 之后 After lifting off,

每 1 克 碘化银 就 能 形成 数十亿 个 1µm 的 碘化银 粒子 every 1 gram of silver iodide can form billions of 1μm of silver iodide particles,

成为 冷云里 的 冰核 which become the ice core in the cold cloud.

如果 需要 在 暖 云里 撒盐 If you need to sprinkle salt in a warm cloud,

还 可以 用 气象 飞机 you can also use aircraft.

携带 吸湿性 盐 Meteorological aircraft carry hygroscopic salts,

如 食盐 、 尿素 、 氯化钙 such as salt, urea, and calcium chloride,

在 飞掠 目标 云层 时 播撒 which are spread when flying over the target cloud.

在 上升 气流 较 多 的 山区 Burning incense is the most cost-effective solution

烧香 是 最 省钱 的 方案 in mountainous areas with high updrafts.

直接 在 烟炉 中 焚烧 碘化银 棒 Incinerate the silver iodide rod directly in the furnace.

靠 气流 将 碘化银 粉末 送上 云层 就行 And then send the silver iodide powder to the cloud layer by airflow.

能 快点 下雨 确实 没错 It's true that it can speed up the rain,

但是 这样 真的 能 让 降雨量 变多 吗 ? but can it really make the rainfall more?

这篇 来自 青海大学 的 论文 This paper from Qinghai University

分析 了 593 个 国内外 人工 增雨 个案 数据 analyzes 593 data on artificial precipitation in China and abroad.

得到 的 结论 是 平均 增 雨量 为 21.5% They concluded that the average increase in rainfall was 21.5 %.

其中 国内 25% 国外 15% 左右 Among them, the domestic increase in rainfall is about 25%, and abroad is about 15%.

这样 的 成果 看起来 非常 喜人 This result looks very gratifying.

那 为什么 还有 大量 的 报告 指出 人工降雨 的 有效性 毫无根据 呢 ? Then why are there still a large number of reports pointing out that the effectiveness of artificial rainfall is unfounded?

这 是因为 在 研究 中 往往 将 人工 降雨量 与 预期 降雨量 对比 This is because artificial rainfall is often compared to expected rainfall in research,

却 又 缺乏 对 降雨量 的 预测 手段 but there is a lack of predictive means of rainfall.

毕竟 当 一个 云团 经过 人工降雨 后 After all, when a cloud has undergone artificial rainfall,

就 失去 了 记录 它 实际 应有 降雨量 的 机会 it loses the opportunity to record its actual original rainfall.

所以 能 不能 增加 降雨 确实 不好 说 Therefore, it is really hard to say whether it is possible to increase the rainfall,

但 最起码 可以 提前 降雨 but at least it can rain in advance.

比如 在 2008 年 北京 奥运会 开幕式 前 For example, before the opening ceremony of the 2008 Beijing Olympic Games,

北京 周边地区 就 累计 发射 了 1104 枚 碘化银 降雨 火箭 1,104 silver iodide rain rockets were launched in the surrounding areas of Beijing.

成功 提前 降雨 This initiative succeeded in pre-raining,

造成 了 万里无云 的 大好局面 resulting in a cloudless situation.

一滴 都 没有 了 It made no rain

想下 都 下 不 出来 during the opening ceremony.