研究背景
幾十年來人們一直在通過向高空播撒碘化銀的方式進行播雲試驗,增加降雨量。這些碘化銀晶體導致大量水珠在它們周圍形成,再以雨的形式降落下來,至少從理論上來說是這樣。
2010年5月5日,據英國《新科學家》雜誌報導,研究人員已經在實驗室里利用雷射生成小雲團,在實景環境裡進行的實驗也顯示,在必要的時候,可以利用這種方法人工降雨。
瑞士日內瓦大學的傑羅姆·卡斯帕倫是一個研究小組成員,該小組認為雷射可能是一種可按照需要進行降雨的更好的方法。
實驗
卡斯帕倫和同事們在報告中指出,他們首次成功利用這項技術在實驗室和德國柏林上空生成了雲團。
在實驗室里,該科研組向一個濕度很大、溫度在零下24攝氏度的房間裡發射極短的紅外線雷射脈衝。在雷射軌跡上可以看到線狀雲形成,它們看起來就像微型飛機留下的痕跡。
原理
卡斯帕倫表示,雷射脈衝通過剝奪空氣原子裡的電子,生成雲團,促使羥基形成。這些過程把空氣里的硫磺和二氧化氮轉化成可生成水珠的粒子。
每個雷射束在60飛秒里時間裡射出220毫焦耳的能量。關掉雷射後對這個房間裡的空氣進行分析,結果顯示它內部的濃縮水珠總量增加了將近一半,而雲團里的濃縮水總量增加了將近100倍。
作用
卡斯帕倫稱,在實驗室里很容易發現這一效果。它並不需要飽和的大氣環境。他的科研組現在將嘗試著利用最最佳化的雷射波長、它的集中程度和脈衝持續時間,增大形成雲的效果,這一做法可生成足以形成降雨的水珠。
報導稱,雖然現在離按需求造雨的時代還有很多年,卡斯帕倫說,這種技術還可以經過改造,協助氣象預報員預測降雨情況。
爭議
以色列耶路撒冷希伯來大學的大氣學家丹尼爾·羅斯非德表示,在濕度很大,溫度較低的情況下,這種在實驗室進行的試驗,在大氣里不會產生相同的結果。他說:“進行的這種實驗與自然雲團沒有任何關聯。”
傑羅姆·卡斯帕倫承認:“用雷射降雨的效率仍有爭議。”但卡斯帕倫也反駁說,在柏林上空進行的多次試驗,說明這項技術在自然環境下也能產生預期效果。
他的科研組在秋季集中向60米的柏林上空發射雷射脈衝。雖然用裸眼什麼也看不到,但是氣象雷射雷達(利用雷射監測大氣里的光散射情況)發現,當他們發射雷射時,空氣里的水珠密度和大小都提高了。
前景
下一步,研究人員計畫研究,如果向天空掃射雷射,能否在一個較廣闊的範圍內創造凝結物。