激光降雨
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  • 基本解釋

    “激光降雨”是瑞士等國的科學家發(fā)明的一種引發(fā)降雨的技術。其原理是向空氣中發(fā)射一種高能量短脈沖激光,它會使照射路徑上的氮氣分子和氧氣分子離子化。這些離子化的空氣分子就成為天然的凝結核,促使水蒸氣凝結為水滴。這項技術可利用激光協(xié)助人工降雨及預測天氣?。

    激光降雨-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云試驗,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(jù)英國《新科學家》雜志報道,研究人員已經(jīng)在實驗室里利用激光生成小云團,在實景環(huán)境里進行的實驗也顯示,在必要的時候,可以利用這種方法人工降雨。

    瑞士日內瓦大學的杰羅姆·卡斯帕倫是一個研究小組成員,該小組認為激光可能是一種可按照需要進行降雨的更好的方法。

    激光降雨-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云團。

    在實驗室里,該科研組向一個濕度很大、溫度在零下24攝氏度的房間里發(fā)射極短的紅外線激光脈沖。在激光軌跡上可以看到線狀云形成,它們看起來就像微型飛機留下的痕跡。

    激光降雨-原理 卡斯帕倫表示,激光脈沖通過剝奪空氣原子里的電子,生成云團,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。

    每個激光束在60飛秒里時間里射出220毫焦耳的能量。關掉激光后對這個房間里的空氣進行分析,結果顯示它內部的濃縮水珠總量增加了將近一半,而云團里的濃縮水總量增加了將近100倍。

    激光降雨-作用

    卡斯帕倫稱,在實驗室里很容易發(fā)現(xiàn)這一效果。它并不需要飽和的大氣環(huán)境。他的科研組現(xiàn)在將嘗試著利用最優(yōu)化的激光波長、它的集中程度和脈沖持續(xù)時間,增大形成云的效果,這一做法可生成足以形成降雨的水珠。

    報道稱,雖然現(xiàn)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(jīng)過改造,協(xié)助氣象預報員預測降雨情況。

    激光降雨-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(chǎn)生相同的結果。他說:“進行的這種實驗與自然云團沒有任何關聯(lián)?!?/p>

    杰羅姆·卡斯帕倫承認:“用激光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(huán)境下也能產(chǎn)生預期效果。

    他的科研組在秋季集中向60米的柏林上空發(fā)射激光脈沖。雖然用裸眼什么也看不到,但是氣象激光雷達(利用激光監(jiān)測大氣里的光散射情況)發(fā)現(xiàn),當他們發(fā)射激光時,空氣里的水珠密度和大小都提高了。

    激光降雨-前景

    下一步,研究人員計劃研究,如果向天空掃射激光,能否在一個較廣闊的范圍內創(chuàng)造凝結物。