12月2日，《國務院辦公廳關于推進人工影響天氣工作高質(zhì)量發(fā)展的意見》(簡稱《意見》)正式發(fā)布，《意見》提出，要深入開展全球氣候變化背景下的云降水和人工影響天氣機理研究，著力在云水資源評估、作業(yè)條件監(jiān)測預報、作業(yè)催化、效果檢驗和效益評價等關鍵技術上實現(xiàn)突破。

其實，人工影響天氣的做法并非近年才出現(xiàn)。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(yè)。如今，隨著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(yè)愈發(fā)常見。然而，化云為雨，并非想象的那么簡單。

人工影響天氣

掌握云水資源是關鍵

要弄明白如何化云為雨，需要先了解大氣水循環(huán)過程。

大氣水循環(huán)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(tài)和液態(tài))蒸發(fā)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(jié)成具有復雜的宏微觀結(jié)構的云，內(nèi)部充滿各種大小不同、相態(tài)不一的高濃度細微云滴或冰晶(直徑約10微米)，在一定條件下，這些云滴或冰晶增長為直徑約102—103微米的大顆粒水凝物，即云水，進而形成雨、雪、霰等，最終落出云體，降落到地面成為降水。

可見，在大氣水循環(huán)中，水汽無法直接變?yōu)榻邓谖锢磙D(zhuǎn)化過程中必須要有云水出現(xiàn)，這些水汽才有可能轉(zhuǎn)化形成降水。

“在大氣水循環(huán)過程中，有一部分云水還留在空中，不能靠自然過程直接轉(zhuǎn)化成為降水，我們把循環(huán)過程中這些仍留在空中的云水叫作云水資源。這些云水通過人工催化的手段有可能被開發(fā)成為降水，也就是通常說的人工增雨(雪)。”周毓荃說。

今年年初，基于國家重點研發(fā)專項《云水資源評估和利用示范》項目研究表明，近20年，中國大陸全年參與大氣水循環(huán)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云水資源年平均總量仍約有2萬億—3萬億噸。如此豐富的云水資源，十分有利于我國大氣水循環(huán)和云水資源的開發(fā)利用。

云水資源開發(fā)

不同手段因“云”制宜

云水資源究竟是如何開發(fā)的?

據(jù)了解，云按照物理特性可分為冷云和暖云，暖云里充滿小水珠，溫度在0℃以上，上升氣流的托舉使它們飄浮在空中掉不下來;冷云的溫度在0℃以下，云里有許多閃亮的冰晶和冷卻水珠，但由于它們又小又輕，在上升氣流的托舉下，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(zhuǎn)化、小云滴凝結(jié)或碰并等物理過程發(fā)生，實現(xiàn)增雨(雪)目的。目前常用的催化劑有制冷劑(干冰等)、結(jié)晶劑(碘化銀等)、吸濕劑(食鹽、尿素等)等。制冷劑和結(jié)晶劑主要用于冷云，暖云則主要依靠吸濕劑來促進降水形成。

“近年來，我國在云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。”中國氣象局云霧物理環(huán)境重點開放實驗室主任、全國人工影響天氣科技咨詢評議委員會副主任委員陳寶君說，依托觀測技術進步和云數(shù)值模式發(fā)展，氣象部門借助于天空地一體化的立體氣象觀測網(wǎng)，并利用先進的云降水數(shù)值模式，對我國典型地區(qū)典型云系(如華北層狀云、西北地形云、南方對流云)的微物理結(jié)構(如液態(tài)水含量和分布、云粒子特性等)和降水形成機制有了更深入了解，并成功得到了我國云水資源的時空分布特征。

研究表明，從云水資源總量分布看，我國東南區(qū)域的云水總量平均值最大，中部區(qū)域次之，西北和華北區(qū)域的云水總量平均值較小。豐沛區(qū)主要位于我國的東南地區(qū)和東北地區(qū)東部，而華北至西部地區(qū)的云水資源量值相對較少。

周毓荃認為，科學認識云水資源及變化規(guī)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(fā)、精確檢驗和高效利用的效率，還有許多科學難點要突破。