定義
人工降水，又稱人工增雨，是指根據自然界降水形成的原理，人為補充某些形成降水的必要條件，促進雲滴迅速凝結或碰並增大成雨滴，降落到地面。其方法是根據不同雲層的物理特性，選擇合適時機，用飛機、火箭向雲中播撒乾冰、碘化銀、鹽粉等催化劑，使雲層降水或增加降水量，以解除或緩解農田乾旱、增加水庫灌溉水量或供水能力，或增加發電水量等。
發展歷程
古代巫術
早在遠古時代，我們的祖先就幻想著掌握呼風喚雨的本領。刀耕火種的初民,跪在赤熱的陽光下祈求雨水；巫師們為了求雨使盡了花招，有時戴上面具手舞足蹈，有時放開喉嚨咿呀歌唱；他們還常常向冥冥中的神靈祭獻牛羊牲靈，有時甚至祭獻活人。巫師們用葦管向空中吹噴水珠,希望這種象徵性的雨滴可以帶來豐沛的雨水。美洲的印第安人在籬笆上掛上乾癟的蛇屍求雨，東方人跳龍舞，西方人做祈禱；但無情的乾旱卻一次次地使他們的希望和田地里的禾苗一起枯萎。後來，求雨的花樣不斷翻新。有人鳴槍,有人爆破，還有人燃點化學物質，相信這類化合物的煙霧可能引來雨水。這些求雨者中也有個別幸運兒，偶然的巧合使他們的法術名噪一時。美國歷史上曾有一個求雨者,機會趕得巧，頗有幾次“靈驗”，但弄巧成拙，幾乎因此罹禍身亡。當時加利福尼亞州南部降雨達51厘米,大水吞沒土地，人畜死傷無數，損失達數百萬美元。愚昧的村民怨天尤人，指控這個求雨者施行法術招來大禍。
現代技術
人工降水第一次試驗是在1946年,美國科學家謝費爾用飛機向溫度為-20℃的層狀雲播撒乾冰碎塊,5min後出現降雪。這一試驗成功引起各國重視,先後有80多個國家開展這項試驗和套用作業。其中以美國、以色列、澳大利亞和前蘇聯等試驗研究較多。我國於1958年後在大多數省區進行了試驗和套用,北方各地主要用飛機向系統性層狀雲播撒碘化銀等冷雲催化劑,以期增加冬春季節降水量；南方主要用飛機或高炮向積狀雲內播撒碘化銀或鹽粉,以期增加夏旱季節的降水量,少量試驗在雨季進行,以期增加水庫蓄水量。首次實現人工降雨的科學家是傑出的美國物理化學家歐文·朗繆爾。歐文·朗繆爾，1881年1月31日生於美國紐約市布魯克林。他從小對自然科學和套用技術極感興趣。他年輕時就有一個偉大的理想：實現人工降雨，使人類擺脫靠天吃飯的命運。朗繆爾經過深入地研究，終於搞清了有雲未必就下雨的原因，是因為雲中冰核、冰晶的數目太少了。
當時，在人們中流行著一種觀點：雨點是以塵埃的微粒為“冰晶”，若要下雨，空氣中除有水蒸氣外還必須有塵埃微粒。這種流行觀點嚴重地束縛著人們對人工降雨的實驗與研究。朗繆爾通過實驗告訴人們：塵埃對降雨並非絕對必要，乾冰具有獨特的凝聚水汽的作用，即相當於雲中的冰晶或冰核。溫度降低也是使水蒸氣變為雨的重要因素之一。他在實驗中不斷調整加入乾冰的量和改變溫度，發現只要溫度降到零下40℃以下，人工降雨就有成功的可能。朗繆爾發明的乾冰布雲法是人工降雨研究中的一個突破性的發現，它擺脫了舊觀念的束縛。之後，朗繆爾決心將乾冰布雲法實施於人工降雨的實踐。
1946年，已經66歲的朗繆爾像年輕人一樣燃燒著探索自然奧秘的熱情。七月的一天，在朗繆爾的指揮下，一架飛機騰空而起飛行在雲海上空。試驗人員將207千克乾冰撒入雲海，30分鐘以後，狂風驟起，傾盆大雨灑向大地。第一次人工降雨試驗獲得成功。朗繆爾開創了人工降雨的新時代。
科學原理
炮彈雲是由水汽凝結而成；而雲的厚度以及高度通常由雲中水汽含量的多寡以及凝結核的數量、雲內的溫度所決定。一般來說，雲中的水汽膠性狀態比較穩定，不易產生降水，而人工增雨就是要破壞這種膠性穩定狀態。
通常的人工降雨就是通過一定的手段在雲霧厚度比較大的中低雲系中播散催化劑（碘化銀）從而達到降雨目的。一是增加雲中的凝結核數量，有利水汽粒子的碰並增大；二是改變雲中的溫度，有利擾動並產生對流。而雲中的擾動及對流的產生，將更加有利於水汽的碰並增大，當空氣中的上升氣流承受不住水汽粒子的飄浮時，便產生了降雨。
世界上許多國家普遍使用碘化銀做人工降雨的催化劑。中國採用乾冰和碘化銀穿插使用的辦法。乾冰是由人工降雨飛機的艙底“漏斗”灑向雲層的。碘化銀做催化劑時，可用火箭把碘化銀焰彈發射上去。分析表明，如果向一塊雲層中射入碘化銀微粒，並收集隨之產生的降雨，這些雨水如由一人飲用的話，他所吸收的碘量與吃一個加鹽的雞蛋所吸收的碘量基本相等。若用乾冰做催化劑（即固體二氧化碳），那就更不會影響環境了，因為空氣中本來就有二氧化碳。
人工降雨碘化銀在人工降雨中所起的作用在氣象學上稱作冷雲催化。碘化銀只要受熱後就會在空氣中形成極多極細（只有頭髮直徑的百分之一到千分之一）的碘化銀粒子。
1g碘化銀可以形成幾十萬億個微粒。這些微粒會隨氣流運動進入雲中，在冷雲中產生幾萬億到上百億個冰晶。因此，用碘化銀催化降雨不需飛機，設備簡單、用量很少，費用低廉，可以大面積推廣。除了人工降水（雨、雪）外，碘化銀還可以用於人工消雲霧、消閃電、削弱颱風、抑制冰雹等。
設備選型
設備在試驗中套用的人工降雨裝置有側噴式、下噴式、擺動式等。這些裝置一般只有100m2左右的降雨面積。實體模型的水平面積將在10000m2以上。對於在大範圍進行人工降雨試驗應當選用何種降雨裝置，也是一個關鍵問題，它涉及未來試驗研究的開展。
根據實體模型建設和試驗研究的需要，人工降雨裝置必須符合以下要求：
1、裝置的降雨均勻性好，能夠滿足試驗；
2、裝置可以模擬降雨強度的空間和時間變化，並可模擬黃土高原的高強度降雨過程；
3、裝置的可擴展性好（易組合，易移動）；
4、裝置便於自動化控制；
5、裝置的可靠性高，便於維護；
6、造價較低；
7、便於與正在建設的比尺模型降雨裝置協調和協同試驗，使試驗數據有可比性。
乾旱的土壤通過分析比較，選擇下噴式人工降雨裝置，該裝置可以同時滿足以上7項要求。
1、該裝置的降雨均勻性係數大於85%，具有較高的降雨穩定性，可重複性好。生成的雨滴特性與天然降雨雨滴特性具有較高的相似性。
2、可生成的降雨強度範圍為30mm-240mm/h。可以模擬實現天然降雨條件下的連續變雨強降雨過程。試驗開始時刻，裝置的雨滴生成速度快，試驗結束時刻，噴頭噴水迅速停止，基本不存在噴頭滴水現象；雨強轉換速度快。
3、該裝置由孔徑大小不同的，獨立的噴頭組成，每個模擬降雨單元裝置由16個噴頭組成，可以根據需要任意擴展。經過裝置的輕量化改進後，可以從一個地點移動到另一個地點。
4、該裝置的噴頭採用電磁閥，可以實現計算機遠程自動控制，作業系統採用WINDOWS2000。
5、該裝置在運行過程中，只要供電正常，水質清潔，可以保證試驗研究的持續進行，具有較高的可靠性。日常維護主要是清潔水池、防止噴頭堵塞。
6、該裝置造價較低，安裝的裝置（含自動控制系統），平均每m2降雨面積造價3300元，隨著降雨面積（規模）的擴大，單位降雨面積造價將大幅度降低。考察擺動式降雨裝置，每m2降雨面積造價高達7000多元。
7、模型黃土高原比尺模型建設的降雨裝置也採用該類型裝置，系統相同，可以在今後的試驗研究中實現數據共享和協同試驗。
在小流域實施人工降雨，需要進一步對降雨裝置進行深化研製。初步考慮有三種備選方案：一是地面鋪設式。即將採用的下噴式人工降雨裝置在距離地面10m的高度內鋪設。相當於裝置的機械擴展。該方案優點是裝置在技術上較成熟，不需要再進行率定；缺點是小流域地面高低不平，架設存在一定難度，同時裝置對地面干擾較大，影響試驗觀測。二是高空懸掛式。在小流域兩側的山樑上架設鋼索，將降雨噴頭懸掛其上。該裝置的最小高度要滿足兩側山樑頂部的降雨要求。該方案的優點是將已有裝置機械高移，可以直接建設，裝置對地面沒有干擾，缺點是架設難度較大，且高空水分蒸發損失較大，需要重新率定。三是高空噴射式。在兩側山樑上架設不同口徑、不同壓力的高壓噴頭，相對均勻噴灑，實現降雨要求。該方案的優點是架設相對簡單，但裝置沒有先例，需要從頭研製，且高空噴灑水分蒸發量大。
實施條件
一般在自然雲已經降水或者接近於降水的條件下，人工降水的方法才能發揮作用。由於降水的自然變率很大，人工增加降水量的幅度較小，如何估價人工降水的效果就顯得十分困難。人工催化增加的降水量，是催化後的實際降水量和不經催化的自然可能降水量之差。實際降水量可以測定，但能否正確估價自然可能降水量，就成了效果檢驗的關鍵。在對降水的物理規律認識不足的情況下，主要依靠統計學的方法對自然可能降水量作出估價。初期的統計檢驗方法，多數採用回歸統計法，在人工催化目標區附近選擇一個不受催化影響的地區作為對比，用歷史資料建立目標區和對比區降水量的回歸方程。把人工降水試驗期間對比區的降水量代入回歸方程，求出目標區的自然可能降水量，再與目標區實測降水量對比，就可估價人工降水的效果。採用這種方法對於同一次試驗，選用不同的對比區或者不同年限的歷史資料作對比，得出的結果，可能出入很大，所以這種方法的可信度不高。一般認為隨機試驗可以避免主觀的偏差得到統計學上的可信估價。隨機試驗是把適合於人工降水的試驗機會(試驗單元)按照隨機規則（例如抽籤）分成兩組：一組催化並觀測，另一組不催化只觀測，作對比。當試驗單元足夠多時，隨機決定的兩組試驗單元的自然條件應該只有極小的系統性差別，而兩組試驗實測降水量的系統性差異，就可以歸之為人工催化的結果。判斷催化效果，存在著成功和失敗的可能性，當判斷催化有效而實際無效時，常以顯著度水平來表示這種可能性。顯著度水平越小，判斷催化有效的可信度越高。在人工降水試驗中，一般要求顯著度水平小於5%，即可信度大於95%。由於水資源對國民經濟的重要性，人工降水試驗作為開發水資源的一種潛在手段，受到廣泛的重視。世界上先後有大約八十個國家和地區開展了這項試驗，其中以美國、澳大利亞、中國和前蘇聯等國的試驗規模較大。1958年以後，中國北方各省，曾用飛機向大範圍層狀雲中播撒乾冰或碘化銀等成冰催化劑，試圖增加冬季和春季的降水量；中國南方各省，也曾用飛機或高射炮向積狀雲內播撒鹽粉或碘化銀等催化劑，以期增加夏旱時期的降水量。但自然降水過程和人工催化過程中的很多基本問題，仍不很清楚，人工降水的效果檢驗還有很多困難。人工降水的效果受雲和其他條件所制約。在某種條件下可能有顯著的正效果，在另一種條件下可能無效甚至出現負效果。不分條件籠統地進行統計，分析得出的效果往往不顯著。把試驗單元按照某種指標分成幾類分別統計，有時就能得出比較顯著的結果。例如在冷雲催化試驗中按雲頂溫度分類，統計得出，在一定溫度區間裡有比較顯著的效果。從人工降水研究來說，僅對降水增量作出估價是不夠的，必須對整個物理過程的各個環節都有確切的了解。如催化劑在雲中指定部位是否達到了一定的濃度，冰晶或大滴的濃度是否明顯增加等。觀測和統計這些巨觀和微觀特徵量的變化，可從物理過程上分析人工催化的效果。這種觀測檢驗，稱為人工降水效果的物理檢驗。如在冷雲試驗中觀測到催化後冰晶濃度增大，過冷水滴減少，說明人工催化對雲的微物理過程已起到作用。一般認為，人工降水的科學試驗，必須根據統計學的要求，嚴格按照預定的設計進行長時間的試驗，同時對自然降水過程和人工催化過程，進行細緻的野外探測和數值模擬，才能使試驗具有比較堅實的物理基礎和統計的可信度。
對人無害
人工降雨人工降雨的原理是讓積雨雲中的水滴體積變大掉落下來，高炮人工降雨就是將含有碘化銀的炮彈打入有大量積雨雲的4000至5000米高空，碘化銀在高空擴散，成為雲中水滴的凝聚核，水滴在其周圍迅速凝聚達到一定體積後降落。碘化銀由炮彈輸送到高空，就會擴散為肉眼都難以分辨的小顆粒。
和巨量的水滴相比，升上高空的碘化銀只是滄海一粟，太多了不僅不會增雨反而會把積雨雲“嚇跑”，所以，在如此懸殊的情況下，人們絕不會感覺到碘化銀的存在。
此外，炮彈彈片在高空爆炸後會化成不足30克，甚至只有兩三克的碎屑降落地面，其所落區域都是在此之前實驗和測算好了的無人區，不會對人體造成傷害，同時，人工降雨已有一段歷史，技術較為成熟，所以對人工降雨人們不必心存疑慮。
運用雲和降水物理學原理，通過向雲中撒播催化劑（鹽粉、乾冰或碘化銀等），使雲滴或冰晶增大到一定程度，降落到地面，形成降水。又稱人工增加降水。其原理是通過撒播催化劑，影響雲的微物理過程，使在一定條件下本來不能自然降水的雲，受激發而產生降水；也可使本來能自然降水的雲，提高降水效率，增加降水量。撒播催化劑的方法有飛機在雲中撒播、高射炮或火箭將碘化銀炮彈射入雲中爆炸和地面燃燒碘化銀焰劑等。
方法
冷雲催化
準備在自然雲內冰晶濃度有時不足,這時需要引進人工冰核,使雲中微觀結構發生變化,促進冷雲降水過程而增加降水量。這種作用過程叫冷雲催化。在冷雲降水過程中,冰晶的濃度起著重要作用。據有關資料介紹,冰晶濃度達到1～100個/L量級時降水效率較高。在冷雲催化中,雲的溫度條件十分重要。一般來說,當雲頂溫度很低時,冰核自然活化的濃度很高,雲中自然冰晶濃度較高,自然降水過程進行得比較充分,增雨潛力比較小。反之,冰晶和水的飽和水汽壓差異較小,冰晶的增長速率比較低,人工冰核物質的成冰能力也大大降低,人工催化很難達到要求的冰晶濃度。因此,有資料顯示,當雲頂溫度在-4～-10℃範圍時進行催化,效果比較好,這個溫度範圍被稱之為“催化溫度窗”。同時,冷雲催化還會影響降雪的分布。這是由於對冷雲進行催化以後,雲中冰雪晶數量增加,過冷水滴減少,使得下降的雪晶不但個體較小,而且很少帶有凍滴,它們的落速就比自然降雪小得多,在氣流作用下,它們就會落到下風方更遠的地方,使降雪的分布發生改變。
暖雲催化
在溫度高於0°C的暖雲里，降水主要在雲滴碰並過程中得到發展。雲滴越大，碰並增長就越快。計算表明，當雲滴半徑超過0.04毫米時,就可以迅速碰並而長成雨滴。在那種大雲滴的濃度不足的自然雲中，播撒大量半徑大於0.04毫米的水滴，就能夠促進降水過程。計算表明，每克水可以形成約幾百萬個大雲滴，要催化10立方公里的雲體，則需要幾噸水。若往雲中播撒一定大小的吸濕性物質顆粒或者溶液滴，它們能在雲中吸濕而迅速長成大雲滴，這樣所需的催化劑量，就用不到水的十分之一。
除了播雲以外，法國和蘇聯有人試驗在地面加熱，造成人工上升氣流的方法，試圖在一定氣象條件下激發或增加降水。美國有人構想利用瀝青或碳黑吸收太陽輻射，提高局地空氣的溫度，促進雲的發展以增加降水。中國有人研究過爆炸對降水的影響。這些人工降水方法的研究，都還處在探索的階段。
動力催化
通過冷雲催化使雲中產生大量冰晶，所釋放的潛熱將改變積雲的巨觀動力過程而增加降水。它是60年代在人工降水試驗方面的一項進展。積雲中上升氣流的速度，主要決定於雲內外溫差造成的浮力。在發展旺盛的積雲內，存在著大量過冷水滴。在這種雲中播撒大量的成冰催化劑時，能使過冷水滴凍結而釋放潛熱，水汽在冰粒表面凝華時也釋放潛熱。估計這兩種潛熱足以使雲中局部溫度升高0.5°C左右，這將加大浮力而促使某些積雲的上升氣流速度增大，雲體擴展，生命期延長，結果使進入雲體的水分總量增大而增加降水量。雖然動力催化同一般冷雲催化所用的催化劑一樣，但著眼點不同，動力催化所用的催化劑量必須大大增加，才可能收效。積雲動力催化在50年代曾作過初步的嘗試，但周密設計的積雲動力催化試驗，直到1963年才開始。J.辛普森在美國佛羅里達州所做的隨機試驗表明，催化後積雲的雲頂平均增高1.6公里，平均雨量增加1.7倍。他指出，催化後雲頂增高量同大氣層結（見大氣靜力穩定度）有密切的關係。在其他國家和地區，也作過類似試驗，但效果不一。有人對整個地區積雲群體進行過動力催化的隨機試驗，初步結果表明有增雨的效果。
作業方式
目前催化作業的方式大體有三種：
一是以在地面布置AgI燃燒爐為主手段。催化劑依靠山區向陽坡在一定時段常有的上升氣流輸送入雲。這種方式的優點是經濟、簡便，其明顯的缺點是難以確定催化劑入雲的劑量。這種方式主要適合於經常有地形雲發展、交通不便的山區。
二是以高炮和火箭為主的地面作業。由於增程焰劑炮彈和焰劑火箭的研製成功，將催化劑在合適的時段按需要的劑量輸送到雲的合適部位的問題已基本上獲得解決。其缺點是雖已有車載火箭裝備，可在一定範圍內移動，但相對於飛機機動性仍差，適合於在固定目標區（如為水庫增水）作業，特別是對飛機飛行安全有威脅的強大對流雲進行的催化作業。WR－1B型增雨防雹火箭作業系統是目前經國家人影辦唯一認定的火箭作業系統。它採用中國氣象科學研究院BR－91－Y型高效碘化銀焰劑，產生含AgI的複合冰核氣溶膠，具有很高的成核率，其性能指標高於美國和獨立國協的同關產品。
三是飛機催化作業。飛機催化作業的面比較寬，可以根據不同的雲層條件和需要，選用暖雲催化劑及其播撒裝置，選用製冷劑及其播撒裝置（如乾冰、液氮），也可掛載Agl燃燒爐、掛載飛機焰彈人發射系統。還可裝載探測儀器進行雲微結構的觀測和催化前後雲宏、微觀狀態變化的追蹤監測。不過不是所有的雲都可以用來“播雨”的，一般說來低雲族中的雨層雲和層積雲，或中雲族中的高層雲較為適宜；少雲或者晴空條件下，就不能進行飛機人工增雨。
催化劑
乾冰
乾冰
製造人造雨：利用飛機將乾冰灑在雲上，雲中的小水滴就會被凍結成許多小冰晶，促使更多的水蒸氣凝結在上面，化為雨滴，降落到地面。
製造雲霧：由於乾冰的溫度很低，升華後低溫的二氧化碳氣體碰到空氣後，可以使空氣中的水蒸氣凝結成小水滴，所以有白煙出現，所以舞台表演上，常使用乾冰來製造雲霧般的特殊效果。
冷凍劑：由於二氧化碳比空氣重，乾冰升華後仍可包覆在冷凍的物品上，能夠維持較好的冷凍效果，尤其是在空運需要特別冷凍的物品，往往都使用它。
碘化銀
碘化銀（AgI）為碘和銀的化合物，黃色粉末（558度~），見光分解，並大量吸熱，先變灰後變黑，不溶於水和氨水，用於照相術和人工降雨的晶核。費用昂貴
目前人工增雨主要有兩種方法。一種是用飛機把乾冰等冷卻劑撒播到雲中，使雲內溫度顯著下降，細小的水滴冰晶迅速增多加大，迫使它下降形成降水。而另一種是利用火箭、炮彈把化學藥劑打向高空，轟擊雲層產生強大的衝擊波，使雲滴與雲滴發生碰撞，合併增大成雨滴降落下來。
兩種增雨方式成本不一樣，選擇火箭炮轟擊主要從節約成本出發，因為一次飛機播撒成本高達幾百萬元。
上海首次施行人工增雨的初步預算中寫道，實施一次人工增雨需要470萬元，其中僅僅直接作用於雲層的催化劑一次就需要40萬元。當然這份等待批准的預算中不僅有飛機租用費、播撒設備等硬體費用，還包括地面監測費用、人力資源費用等幾十項。
人工增雨所用的火箭彈一枚的價值在4000元左右，用於使用的人工增雨火箭發射架價值在20萬元左右。火箭彈屬於軍火，從運輸費、押送費、保管費、發射費等都是一筆不小的開支。還有那么多工作人員背後默默地付出不能不算，每次都要發射探空氣球，而且還要對數據進行分析處理，這些間接投入不好算，也算不清。
另據江蘇省一份《人工影響天氣作業表》顯示，2000年到2004年，全省共發射增雨火箭872枚，增雨17.5億立方米。其中2004年已發射106枚，增雨1.1億立方米。而人工增雨還需要GPS定位系統等多種設備及其他費用，所以成本比較昂貴，但投入產出比還是比較划算的 。
根據世界公認的統計數據，人工增雨投入產出比普遍都在1∶5以上，比較高的地區能達到1∶30。
而且無論是緩解電荒，或是除旱減災，人工增雨對經濟、社會和生態效益是顯而易見的。
注意事項
1人工降雨作業只有在一定的自然雲的條件下才能獲取所需的增加水量的結果,目前的技術條件還無法做到人工造雨。
2對於不同條件的雲進行同樣的催化作用,可能會得出正、反兩種不相同的結果。所以為了獲得增雨效果,必須對自然雲條件和降水過程進行更深入的探測研究。
3自然降水量的變率很大,而人工增雨量又往往比較小,在一次降水過程中,很難把人工增雨和自然降雨區分開來。因此,評價人工降雨效果及其檢驗方法仍然是人工影響天氣科學主攻目標。
4人工降水已從初期的試驗研究,逐步轉為有嚴格設計、多種探測手段及作業技術現代化與通訊等相結合的試驗套用技術,成為目前我國及不少國家的抗旱減災的措施之一。
發明故事
直到1948年，人們才真正發現了科學的人工降雨方法。這一年，美國通用電氣公司的科學家文森特謝福經過長期的探索，在一次實驗中偶然地找到了人工降雨的關鍵，解決了千百年沒有解決的課題,成為科學史上的一段佳話。
隨著科學技術的進步，人們逐漸了解了下雨的來龍去脈。水汽從海洋和湖泊的水面上升騰成為空氣的一部分，然後形成雲朵，雨水或雪片就從雲中降下來。但是,水汽究竟怎樣凝聚成雨滴，長期以來始終不甚瞭然。後來，約翰愛特金證明，水汽是積聚在灰塵等細小微粒周圍形成水滴或冰晶的。這些微塵十分細小,肉眼根本無法覺察，但如果沒有這些微塵，儘管空氣中有足夠的水汽，卻不可能形成一滴雨水。
第二次世界大戰期間,通用電氣公司聘請愛爾文蘭格繆爾博士研究飛機機翼在穿過雲層時結凍的課題。年青的謝福正是蘭格繆爾博士的助手。他們接受任務後，就動身到美國東北部的新罕布夏州去，那裡的山峰終年積雪，雪暴頻繁,寒風凜冽。謝福和蘭格繆爾整日在山間的嚴寒空氣中工作。他們逐漸發現了一個奇怪的現象：雖然氣溫常常在零攝氏度以下，但在他們周圍和腳下繚繞的雲朵之中，卻並沒有形成一粒冰晶。這個奇異的現象，深深留在謝福的腦海里。大戰結束後,謝福製造了一台小機器，它能產生寒冷的濕空氣。和新罕布夏州山區雲層中的空氣十分相象。謝福推測冷空氣中不能形成冰晶可能是因為缺少如愛特金提到過的結晶中心。謝福往他的小機器里呼一大口氣，然後開始冷卻，再往冷空氣中投放一點點粉末,比如麵粉、糖粉等等。謝福耐心地做了幾個月實驗，往機器里扔進去各種他能夠想得出來的各種各樣的粉末，但是竟然沒有一種物質可以形成雪花或雨珠凝結的中心。
1948年7月里的一個上午，炎日當空。謝福繼續耐心地往冷空氣里一次次地扔進各種粉末,仍然沒有結果。這時，謝福的一個朋友邀清他去吃飯。謝福筋疲力盡，很樂意藉此休息一下。臨走，他把製冷器蓋好,口朝上，使較重的冷空氣沉到底部.不致逃逸出來。
謝福匆匆吃完午飯，心裡還惦記著機器中的冷空氣。他回到制冷機旁，一看溫度計,已經上升到冰點以上了，不禁有些懊惱。幾個月來，他專心致志地做實驗，竟沒有注意到盛夏已經不知不覺快要到了。謝福心想,大熱天做冷凍實驗，以後可得多留神些。今天的實驗怎么辦呢?他把蓋子蓋緊，耐心地等著制冷機重新使空氣降溫。謝福注視著緩緩下降的水銀柱，心裡著急，他轉身找到一點乾冰，想用來加快空氣降溫的過程。謝福打開制冷機的蓋子，把冒著白汽的乾冰扔進去。這時，他又往製冷器里長長吐了一口氣。突然感到眼前一片銀色的光芒在閃爍,在射進制冷機的一束金色陽光里，他看見了無數晶瑩的銀色晶體在滾動。謝福立刻明白了，這正是他夢寐以求的冰晶。經過無數次失敗，他竟然在偶然的一揮手之間成功了。謝福連忙叫來助手,他往製冷器里長長地吐了一口氣，同時又扔進一大把乾冰。這時立刻出現了一片銀光燦爛的小冰晶，緩緩地落下去，仿佛一層美麗的白色絨毛——人造雪的實驗成功了。
謝福想,既然能在實驗室中製造雪花，為什麼不在田野上的雲朵中去試試呢?他決定在飛機上裝一架噴撒乾冰的裝置，飛上天試試看。11月里寒冷的一天，謝福和蘭格繆爾看見天邊出現了一片雲。謝福立刻登上飛機。他知道很可能要飛許久才能找到適於播撒乾冰的雲層。這是一種體積碩大的灰色雲朵,裡面飽含著水汽。謝福選好時機，開動了機器，乾冰像一條拖曳的飄帶落在雲朵中。噴撒了一半，乾冰使周圍氣溫降低,竟使飛機的發動機也熄了火。謝福急中生智，把剩下的乾冰立刻從機艙視窗統統扔到下面的雲層中。在地面上等待的蘭格繆爾博士仰望著從雲端飄然而下的潔白的雪花，萬分激動，謝福從飛機上走下來時,渾身凍得發青，蘭格繆爾歡呼著跑過去迎接他，欣喜地喊道：“你創造了歷史上的奇蹟！”謝福的實驗確實在人類影響天氣的歷史上揭開了新的一頁。從此，牧場、田野和山區的上空,時常飛翔著科學家的飛機，他們在雲層中傾撒乾冰，讓晶亮的雨滴滋潤乾渴的植物的根須。謝福發現了用冷凍的方法可以形成人造雨之後，就不再去苦心尋求可以形成水滴中心的物質了。但是,通用電氣公司的另一位青年科學家伯納德馮尼古特卻不滿足謝福的結論。正象當初年青的謝福有志於探索未知事物一樣。他相信愛特金關於雨滴中心有微細顆粒的結論是有根據的。他查閱了大量資料，希望找到一種體積和形狀都適於形成水珠或冰晶中心的化學物質。馮尼古特最終選定了碘化銀。他採用燃燒後得到的極細的粉末，希望撒播在雲層中後形成雪花。馮尼古特採用地面發射裝置把碘化銀髮射到雲層中，耐心地等待著。不料卻毫無動靜。馮尼古特百思不得其解,前去請教一位化學家。他們很快發現了原因，原來馮尼古特使用的碘化銀不夠純淨。他很快換了新的碘化銀，射入雲層之後，果然紛紛揚揚飄下了潔白的雪花。碘化銀催雨劑一經使用，很快獲得了比干冰更為廣泛的套用;因為碘化銀很容易從地面上用簡單的裝置發射到雲層中，不象使用乾冰那樣麻煩。使用乾冰有時還有些危險。有幾次巨大的乾冰塊直墜屋頂，鑿成大洞，引起一片恐慌。在成功的事實面前，最保守的人也承認，現代的人工降雨是控制天氣的一大進展。今天，耕雲播雨已經不是神話。謝福和馮尼古特的發明，給苦於乾旱的人們帶來了福音。他們勤於觀察、勤于思索、鍥而不捨的探索精神。
