本期作者:信欣 人稱“信半仙兒”，喜歡琢磨天氣和生活、體育、歷史的聯(lián)系。
| 今年的第1號(hào)臺(tái)風(fēng)“尼伯特”接連登陸臺(tái)灣、福建后，深入內(nèi)陸作亂，給福建、浙江、江蘇等帶來強(qiáng)風(fēng)雨。截至7月11日9時(shí)造成福建27人死亡失蹤。臺(tái)風(fēng)這么可怕，能不能像人工消雨一樣人工消除？歷史上，我們還真有不少控制臺(tái)風(fēng)的奇思妙想和大膽嘗試。 【詳情】 |
武力征服臺(tái)風(fēng)：簡單粗暴然并卵
20世紀(jì)40年代，就有人提出過用軍艦消滅臺(tái)風(fēng)的計(jì)劃，認(rèn)為用大量的軍艦圍住臺(tái)風(fēng)，采取“萬炮齊轟”的戰(zhàn)術(shù)，臺(tái)風(fēng)也許會(huì)乖乖地繳械投降。
有句詩說得好，抽刀斷水水更流。空氣和水相似，都是流體，臺(tái)風(fēng)就是空氣運(yùn)動(dòng)中的一種渦旋，它發(fā)展的能量主要是來自熱帶海洋的暖濕空氣?？匡w機(jī)大炮圍攻臺(tái)風(fēng)，聽起來簡單粗暴，然而并沒有什么卵用。
往臺(tái)風(fēng)眼里扔原子彈：蚍蜉撼大樹
在第一顆氫彈爆炸成功后，核武器的巨大威力，又燃起了一些人征服臺(tái)風(fēng)的希望，他們想象如果將原子彈送入臺(tái)風(fēng)中心引爆，將可能把臺(tái)風(fēng)炸毀。
臺(tái)風(fēng)的能量主要來自于水蒸氣凝結(jié)釋放的熱量，其實(shí)臺(tái)風(fēng)就是自然界中的巨型蒸汽機(jī)，它蘊(yùn)含的能量非常驚人。一個(gè)臺(tái)風(fēng)的能量相當(dāng)于成百上千顆原子彈，投放幾個(gè)原子彈，屬于蚍蜉撼大樹。另外，原子彈造成的核輻射和核污染怎么辦？姑且不說能不能開心吃海鮮，要是以后一來臺(tái)風(fēng)就放原子彈，想想當(dāng)年日本311大地震核泄漏，全國人民是不是又要瘋狂搶鹽了？
PS：一個(gè)臺(tái)風(fēng)的能量等于多少個(gè)原子彈？原子彈的能量一般采用TNT當(dāng)量來折算，一千克TNT爆炸時(shí)產(chǎn)生的能量約4190千焦。1945年投放在廣島的原子彈折合14000噸TNT，產(chǎn)生的能量約5.87*1010千焦。水蒸汽凝結(jié)為液態(tài)水釋放的潛熱為2500.8焦耳/克。臺(tái)風(fēng)有1千克的降水，相當(dāng)于釋放了2500.8千焦的能量。假設(shè)臺(tái)風(fēng)中心半徑附近100公里以內(nèi)均出現(xiàn)了50毫米的暴雨（實(shí)際上可能還會(huì)有大暴雨、特大暴雨），降雨均勻?yàn)⒃趫A形面積上，大約每小時(shí)2毫米降雨折算為6.28*1010千克的水，對應(yīng)1.57*1014千焦能量，也就是臺(tái)風(fēng)每小時(shí)釋放的熱量對應(yīng)2600多顆廣島原子彈爆炸的能量。
卷云計(jì)劃：傳說中慘遭颶風(fēng)報(bào)復(fù)的實(shí)驗(yàn)
1946年，曾獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的科學(xué)家歐文·朗繆爾提出，用飛機(jī)在臺(tái)風(fēng)適當(dāng)部位大量播撒碘化銀等催化劑，使臺(tái)風(fēng)內(nèi)部能量重新分布，以減弱臺(tái)風(fēng)的風(fēng)速。他說服了美國通用、美國陸軍通信兵、美國空軍和美國海軍，1947年合作進(jìn)行第一個(gè)人工影響颶風(fēng)的實(shí)驗(yàn)——“卷云計(jì)劃”。但結(jié)果是，受人工影響，原本正在遠(yuǎn)離美國大陸的颶風(fēng)突然轉(zhuǎn)頭向西，并在佐治亞州和南卡羅來納州登陸，釀成了巨大災(zāi)禍，引起公眾強(qiáng)烈不滿。
由于時(shí)間久遠(yuǎn)，看不到當(dāng)時(shí)的大形勢，不好判斷掉頭向西是環(huán)境場的變化，還是什么其他原因。好比給病人吃了一味安慰劑，不起任何效果，結(jié)果病人突然去世了，這個(gè)事情怨到安慰劑頭上，顯然是冤枉。數(shù)據(jù)帝認(rèn)為，主要還是環(huán)境場的調(diào)整導(dǎo)致了臺(tái)風(fēng)路徑的變化。
狂飆計(jì)劃：目前為止人工影響臺(tái)風(fēng)最有效的一種方法
1963年，美國進(jìn)一步實(shí)行“狂飆計(jì)劃”。試驗(yàn)人員根據(jù)“角動(dòng)量守恒定律”，用飛機(jī)在臺(tái)風(fēng)的不同部位撒播碘化銀、干冰、尿素、水滴等催化劑，結(jié)果使臺(tái)風(fēng)眼區(qū)擴(kuò)大了6-7倍，眼區(qū)周圍風(fēng)速也隨之減弱。1969年8月18日，美國對“黛比”颶風(fēng)的試驗(yàn)效果更為顯著，撒播催化劑后，最大風(fēng)速由50米/秒降到35米/秒，減少了30%。
在隨后21年里，“狂飆計(jì)劃”追蹤超過15個(gè)颶風(fēng)，并對4個(gè)颶風(fēng)嘗試云種播撒試驗(yàn)。但是沒法證明這個(gè)計(jì)劃幾次所謂成功干擾颶風(fēng)強(qiáng)度的播撒試驗(yàn)，是不是正好碰到颶風(fēng)自身演變。最后，不得不承認(rèn)其無論是云物理學(xué)還是統(tǒng)計(jì)學(xué)上都是不可靠的。1983年“狂飆計(jì)劃”被正式叫停，不過它留下很多寶貴的觀測資料設(shè)備和八卦故事供后來的研究者反復(fù)引用。
這應(yīng)該是目前為止人工影響臺(tái)風(fēng)最有效的一種方法。簡單來說，就是讓臺(tái)風(fēng)“內(nèi)訌”、“權(quán)力分散”，能量無法集中在臺(tái)風(fēng)中心附近，從而削弱臺(tái)風(fēng)，或抑制其發(fā)展加強(qiáng)。這個(gè)“狂飆計(jì)劃”就是通過在最大風(fēng)速區(qū)半徑以外的地方，播散催化劑，促進(jìn)臺(tái)風(fēng)眼壁以外的對流發(fā)展，相當(dāng)于把臺(tái)風(fēng)核心區(qū)域的加熱分散，從而削減或抑制臺(tái)風(fēng)發(fā)展。
但也有科學(xué)家認(rèn)為，臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度的自然變率和播散實(shí)驗(yàn)的變率在量級上是相當(dāng)?shù)?，因此不能完全肯定，該?shí)驗(yàn)當(dāng)中臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度減弱30%完全是人工影響導(dǎo)致。
低壓引導(dǎo)法：想跟臺(tái)風(fēng)他爹較勁
有的科學(xué)家還提出了引導(dǎo)法。根據(jù)臺(tái)風(fēng)總是偏斜地向低壓方向運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，用人工方法在臺(tái)風(fēng)未來移向的某一個(gè)方向制造出低壓區(qū)，使臺(tái)風(fēng)移向這個(gè)低壓區(qū)，從而使一些重要地區(qū)免受臺(tái)風(fēng)的襲擊。用這種方法，還可以把臺(tái)風(fēng)引導(dǎo)到我們希望它去的地方，讓它豐沛的降水造福人類。
引導(dǎo)臺(tái)風(fēng)前進(jìn)的，往往是副熱帶高壓，這是個(gè)環(huán)繞地球的、屬于行星尺度的系統(tǒng)，比臺(tái)風(fēng)還要大很多很多。和副熱帶高壓較勁？別逗了，人連臺(tái)風(fēng)都玩不過，何況跟副高較勁。況且，制造低壓引起臺(tái)風(fēng)的路徑偏轉(zhuǎn)，這個(gè)低壓的大小強(qiáng)度應(yīng)該和臺(tái)風(fēng)接近。之前提到，臺(tái)風(fēng)的能量相當(dāng)于上千顆原子彈，哪有這么大的能量來制造低壓呢？為了避開臺(tái)風(fēng)，放出來上千顆原子彈，臺(tái)風(fēng)還沒有消失，人類估計(jì)已經(jīng)沒了。
給海洋鋪上化學(xué)薄膜：腦洞和大海一樣寬廣
還有人提出，在經(jīng)常產(chǎn)生臺(tái)風(fēng)的洋面上鋪上一層化學(xué)薄膜，以抑制海水蒸發(fā)，切斷臺(tái)風(fēng)的能量供應(yīng)，使臺(tái)風(fēng)不易生成、發(fā)展。
問題是臺(tái)風(fēng)是移動(dòng)的，臺(tái)風(fēng)的低壓環(huán)流也是龐大的，水蒸氣從廣闊的海面上源源不斷輸送進(jìn)來，并不僅僅來源臺(tái)風(fēng)腳下的地方，甚至有些水汽是來自于印度洋的西南季風(fēng)，經(jīng)過南海，進(jìn)入臺(tái)風(fēng)內(nèi)部。所以這要鋪多大的膜??？差不多把印度洋、南海、西北太平洋都罩上算了。那么問題來了，世界上哪家造膜技術(shù)能造如此大的膜？不用找藍(lán)翔，他們也沒戲。
還有一個(gè)問題，一旦海洋上都覆地膜，海洋的水汽無法輸送到陸地上完成正常的水循環(huán)，我們沒有被臺(tái)風(fēng)折騰死，也直接先旱死了。
海上風(fēng)電場削弱臺(tái)風(fēng)：削弱能力有限
最近幾年，斯坦福大學(xué)和特拉華大學(xué)的研究人員采用計(jì)算機(jī)模擬表明，成千上萬個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)組成的海上風(fēng)電場可能削弱現(xiàn)實(shí)生活中颶風(fēng)的力量，顯著降低它們的風(fēng)力及伴隨的風(fēng)暴潮，并可能防止數(shù)十億美元的損失。
風(fēng)電場下游幾十公里處，風(fēng)速就基本恢復(fù)到之前的水平。而且臺(tái)風(fēng)是立體的，從地面到對流層頂，高達(dá)萬米，風(fēng)電機(jī)組也就是地面十幾米到幾十米，臺(tái)風(fēng)通過內(nèi)部的對流，將動(dòng)量下傳，很容易把大風(fēng)速向下傳導(dǎo)。所以沿海地區(qū)，利用臺(tái)風(fēng)的風(fēng)力發(fā)電，這個(gè)顯然是趨利避害的手段，但是削減臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度，還是很難的。
未來有無限可能，利用臺(tái)風(fēng)趨利避害
控制臺(tái)風(fēng)，乃至控制天氣，在目前的科學(xué)水平下還無法實(shí)現(xiàn)，但這些想法和實(shí)驗(yàn)，勇氣可嘉。就像天氣預(yù)報(bào)目前還不能100%準(zhǔn)確一樣，不應(yīng)該沮喪和放棄，而是繼續(xù)努力，研究和解決很多問題。未來隨著研究臺(tái)風(fēng)云物理過程、積云和臺(tái)風(fēng)尺度運(yùn)動(dòng)間的相互反饋?zhàn)饔谩⒋呋瘎┎ド⑿路椒ê托虏牧系纳钊?，積累更多的野外實(shí)驗(yàn)案例，或許人工影響、干預(yù)臺(tái)風(fēng)會(huì)變得更加有效。
換個(gè)角度來說，臺(tái)風(fēng)的風(fēng)雨未必都是災(zāi)害，有時(shí)也是一種資源，給干旱少雨區(qū)帶來水資源、沿海地區(qū)風(fēng)力發(fā)電等等。相比削弱臺(tái)風(fēng)、控制臺(tái)風(fēng)，如何去更有效地利用臺(tái)風(fēng)的風(fēng)雨資源，實(shí)現(xiàn)趨利避害，同樣值得研究和應(yīng)用。
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