有壹種方法,這就是人工降雪。
天上的水汽變成雨雪有兩個條件。壹是它必須有壹定的水汽飽和度(主要與溫度有關),二是它必須有凝結核。所以,人工降雪首先要天上有雲。沒有雲,就像巧婦難為無米之炊,更不會下雪。能下雪的雲是0℃以下的“冷雲”。在冷雲中,既有水汽凝結的小水滴,也有水汽凝結的小雪晶。但是它們都很小很輕。如果沒有條件繼續生長,它們只能像煙塵壹樣懸浮在空中,很難落下。冬天我們經常看到大塊的雲,卻看不到雪花飄下來,因為組成這些雲的雪晶太小,克服不了空氣的浮力,降水能力差。如果在雲中噴灑壹些顆粒物,促使雪晶快速生長,以克服空氣的浮力,這就是人工降雪的功勞。
噴什麽物質可以促進雪晶快速生長?早期人們各顯神通,用了很多有趣的方法。這些方法主要包括:在地面焚燒,向天空放大量煙霧;用大炮攻擊雲層;用風箏在雲中高飛,然後給風箏通電,閃出花朵;飛入雲層,噴射出液態水滴和塵埃顆粒。然而,這些方法的效果並不理想。直到1946,人們才發現,向冷雲中投擲微小的幹冰顆粒,可以形成數百萬個雪晶。1l年6月3日,有人在飛機上把幹冰顆粒撒在溫度為-20℃的積雲頂上,發現有雪從這塊雲上落下來。
這裏說的幹冰不是水凍的冰,而是二氧化碳的固態,很像冬天壓實的雪。幹冰的溫度很低,在-78.5℃以下。在冷雲中噴灑幹冰晶體就像散落的花朵,每個二氧化碳晶體都成為壹個戲劇性的冷卻中心,促使冷雲中的水蒸氣、小水滴和小雪晶迅速聚集在其周圍,凝結成更大的雪花。
現在碘化銀常用於人工降雪。碘化銀是壹種黃色的化學晶體,通常在感光材料中用作感光劑。碘化銀的晶體和雪晶的六方單體大小非常相似,它們單體中的原子排列也非常相似,它們之間的晶格間距也非常接近(碘化銀為4.58埃,雪晶為4.52埃)。因此,如果將碘化銀顆粒撒在降水能力差的雲層中,使其“假裝”取代雪晶,雲層中的水汽和水滴就可以凝結結晶在“假”晶上,成為雪花。
如何將這些凝聚的原子核擴散到雲中?現代人多是用大炮,把化學物質放在炮彈裏,然後用大炮把炮彈射向雲端。但這種方法噴灑不均勻,浪費了大量藥物,增加了人工降雪的成本。有些人把它們放在地球火箭裏,讓它們飛到雲層裏去噴。
壹般來說,人工降雪的成功率大於人工降雨。人工降雨可增加降雨量20%左右,人工降雪在高寒地區可增加降雨量30 ~ 40%。這是因為在高寒地區,溫度低,水汽容易達到飽和。同時,雪晶比雨滴更容易形成。只要在大氣中人為加入壹些晶核,就更容易促進降雪。