早在遠古時代,我們的祖先就幻想著掌握呼風喚雨的本領(lǐng)。東方人跳龍舞,西方人做祈禱,但無情的干旱卻一次次地使人們的希望和田地里的禾苗一起枯萎。
我們知道,雨來自云,有云才有可能下雨。云是由許多小水點構(gòu)成的。當空氣中含的水蒸氣較多時,水蒸氣還會在小水點的表面繼續(xù)凝結(jié)。當它們大到空氣再也托不住的時候,就會降落下來,就是雨了。人工降雨是怎么回事呢?根據(jù)雨是水蒸氣受冷凝結(jié)成的原理,用飛機、火箭等在天空中向云里噴灑制冷劑,讓天空中的水蒸氣迅速凝結(jié)成水滴,從而使云層中的小水點增多、變大,從而形成雨。由于這樣的雨是在人工干預(yù)天氣變化的條件下降落的,所以就叫做人工降雨。說起人工降雨的發(fā)明,還有一個挺意外的過程。
第二次世界大戰(zhàn)期間,飛機在戰(zhàn)爭中的用途十分重要,然而,當飛機進入高空遇到冷空氣時,機翼上常常會出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象,導(dǎo)致飛機不能正常飛行,這對飛機來說是非常危險的。為此,當時美國紐約州通用電氣公司聘請了著名科學家歐文·蘭米爾博士來研究解決這個問題。
年輕的文森特·謝弗作為助手,隨同蘭米爾博士動身來到美國東北部的新罕布什爾山區(qū),那里的山峰終年積雪,寒風凜冽。在山區(qū)里,他們驚奇地發(fā)現(xiàn),周圍云層的溫度雖然經(jīng)常低于冰點,但云中的水分卻不結(jié)冰,也未形成雨或雪。這個奇異的現(xiàn)象引起了謝弗濃厚的興趣。
當時,人們對雨雪形成的根本原因并不清楚。有一種觀點是,認為水滴是凝聚在灰塵或其他物質(zhì)的細小顆粒周圍的,沒有這細小的內(nèi)核,水滴就無法形成。但對于這個觀點,盡管有人也做了試驗,但并沒有定論。
二戰(zhàn)結(jié)束后,謝弗決心把雨雪形成的原因弄清楚。他用一部能夠制造類似云中冷濕氣體的機器進行了試驗,并且往里面投入各種諸如粉塵、泥土、鹽、糖之類的物質(zhì),希望能看見水滴的形成。然而,凡是能想到的材料都試過了,竟然沒有一種物質(zhì)可以形成雪花或雨珠凝結(jié)。
1948年7月里的一個上午,炎日當空。謝弗繼續(xù)耐心地往冷空氣里一次次地扔進各種粉末,仍然沒有結(jié)果。這時,一個朋友邀請他去吃飯。謝弗敞著制冷機的蓋子就離開了。因為冷空氣下沉,他不必擔心它們會從冷凍箱中跑掉。午飯過后,謝弗爾又回到制冷機前,心里還惦記著機器中的冷空氣。他一看溫度計,已經(jīng)上升到冰點以上了。原來,制冷機蓋子沒有蓋上,因而受周圍熱空氣的影響,里面的溫度也上升了。
為了繼續(xù)進行試驗,必須迅速降低溫度。于是,他向制冷機內(nèi)扔進了一些干冰。在投入干冰的同時,他正好向制冷機內(nèi)哈了一口氣。就在這時,奇異的現(xiàn)象出現(xiàn)了:他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(shù)晶瑩的銀色晶體在滾動。謝弗立刻明白了,這正是他夢寐以求的冰晶。經(jīng)過無數(shù)次失敗,他竟然在偶然的一揮手之間成功了。興奮之極的謝弗不停地向制冷機內(nèi)哈氣,并且投入大量的干冰,不久,冰的晶體就變成了小小的雪花飄蕩起來——人造雪就在這樣的意外中產(chǎn)生了。
既然能在實驗室中制造雪花,為什么不在空中去試試呢?他決定在飛機上裝一架噴撒干冰的裝置,飛上天試試看。這時,蘭米爾博士和謝弗也明白了塵埃微粒對降雨并非絕對必要,只要將溫度降到零下40度以下,水蒸氣就會變成雨而降落下來。于是,他們期待著冬天的來臨。
1946年11月的一天,終于迎來了這振奮人心的一幕,天上飄著朵朵白云,戶外天氣很冷,但沒有降雪。謝弗爾駕著一架飛機在云海上飛行,并在云層上方撒下大量的干冰。留在地面觀察的蘭米爾,抬頭密切地注視著天空,仰望著從云端飄然而下的潔白的雪花,這些雪花落在他的臉上化成了水滴。第一次真正的人工降雪獲得了成功。
就這樣,謝弗成功實現(xiàn)了用干冰進行人工造雨的方法。人們興奮地把這一創(chuàng)舉稱為“給云層播種”。后來,美國通用電氣公司的本加特又對蘭米爾的人工降雨方法進行了改良,他用碘化銀微粒取代干冰,使人工降雨更加簡單、廉價。
人工降雨的誕生,標志著氣象科學發(fā)展到了一個新的水平。歐文·蘭米爾和文森特·謝弗的發(fā)明,給苦于干旱的人們帶來了福音,耕云播雨也不再是神話。