摸清雲的底細，開啓“空中水庫”大門

12月2日，《國務院辦公廳關於推進人工影響天氣工作高質量發展的意見》（簡稱《意見》）正式發佈，《意見》提出，要深入開展全球氣候變化背景下的雲降水和人工影響天氣機理研究，着力在雲水資源評估、作業條件監測預報、作業催化、效果檢驗和效益評價等關鍵技術上實現突破。

其實，人工影響天氣的做法並非近年才出現。在抗旱減災的強烈需求推動下，從1958年開始，我國就進行了大量的人工增雨（雪）作業。如今，隨着對人工影響天氣機理研究和關鍵技術的突破，人工影響天氣作業愈發常見。然而，化云為雨，並非想象的那麼簡單。

人工影響天氣

掌握雲水資源是關鍵

要弄明白如何化云為雨，需要先了解大氣水循環過程。

大氣水循環是怎樣的過程呢？中國氣象科學研究院研究員周毓荃介紹，來自海洋和陸地的水（固態和液態）蒸發成為水汽，進入大氣；水汽受大氣不均勻的動力熱力影響移動和上升，部分水汽在天空冷卻凝結成具有複雜的宏微觀結構的雲，內部充滿各種大小不同、相態不一的高濃度細微雲滴或冰晶（直徑約10微米），在一定條件下，這些雲滴或冰晶增長為直徑約102—103微米的大顆粒水凝物，即雲水，進而形成雨、雪、霰等，最終落出雲體，降落到地面成為降水。

可見，在大氣水循環中，水汽無法直接變為降水，在物理轉化過程中必須要有云水出現，這些水汽才有可能轉化形成降水。

“在大氣水循環過程中，有一部分雲水還留在空中，不能靠自然過程直接轉化成為降水，我們把循環過程中這些仍留在空中的雲水叫作雲水資源。這些雲水通過人工催化的手段有可能被開發成為降水，也就是通常説的人工增雨（雪）。”周毓荃説。

今年年初，基於國家重點研發專項《雲水資源評估和利用示範》項目研究表明，近20年，中國大陸全年參與大氣水循環的水汽年平均總量約36萬億噸，水汽更新期約8—10天；大氣水凝物年平均總量約8萬億—10萬億噸，但其更新期平均僅5—8小時；留在空中沒有形成降水的雲水資源年平均總量仍約有2萬億—3萬億噸。如此豐富的雲水資源，十分有利於我國大氣水循環和雲水資源的開發利用。

雲水資源開發

不同手段因“雲”制宜

雲水資源究竟是如何開發的？

據瞭解，雲按照物理特性可分為冷雲和暖雲，暖雲裏充滿小水珠，温度在0℃以上，上升氣流的託舉使它們飄浮在空中掉不下來；冷雲的温度在0℃以下，雲裏有許多閃亮的冰晶和冷卻水珠，但由於它們又小又輕，在上升氣流的託舉下，也不會掉下來。

這時候，就需要通過人工干預，影響其微物理過程，促使冰—水轉化、小云滴凝結或碰並等物理過程發生，實現增雨（雪）目的。目前常用的催化劑有製冷劑（乾冰等）、結晶劑（碘化銀等）、吸濕劑（食鹽、尿素等）等。製冷劑和結晶劑主要用於冷雲，暖雲則主要依靠吸濕劑來促進降水形成。

“近年來，我國在雲降水和人工影響天氣機理研究方面，取得了一系列重大突破。”中國氣象局雲霧物理環境重點開放實驗室主任、全國人工影響天氣科技諮詢評議委員會副主任委員陳寶君説，依託觀測技術進步和雲數值模式發展，氣象部門藉助於天空地一體化的立體氣象觀測網，並利用先進的雲降水數值模式，對我國典型地區典型雲系（如華北層狀雲、西北地形雲、南方對流雲）的微物理結構（如液態水含量和分佈、雲粒子特性等）和降水形成機制有了更深入瞭解，併成功得到了我國雲水資源的時空分佈特徵。

研究表明，從雲水資源總量分佈看，我國東南區域的雲水總量平均值最大，中部區域次之，西北和華北區域的雲水總量平均值較小。豐沛區主要位於我國的東南地區和東北地區東部，而華北至西部地區的雲水資源量值相對較少。

周毓荃認為，科學認識雲水資源及變化規律意義重大，未來氣象部門要進一步提升科學評估、精準開發、精確檢驗和高效利用的效率，還有許多科學難點要突破。