广东多地实施人工增雨。人工增雨是如何实现的?
人工增雨的条件一般是在自然云已经落下或接近降水的条件下,人工增雨的方法才能发挥作用。由于降水的自然变化性很大,很难评估人工增雨的效果。人工催化增加的降水量是催化后的实际降水量与无催化的自然降水量之差。实际降水量是可以测量的,但能否正确评估自然可能降水量成为效果检验的关键。
在对降水物理规律认识不足的情况下,我们主要依靠统计方法来评估自然可能的降水量。在最初的统计检验方法中,大多采用回归统计,选取人工催化目标区附近的一个区域作为对照,用历史数据建立目标区和对照区降水量的回归方程。
将人工增雨试验时对比区的降水量代入回归方程,即可得到目标区的自然可能降水量,再与目标区的实测降水量进行对比,即可评价人工增雨的效果。用这种方法进行同一个实验,选取不同比较地区或不同年份的历史数据进行比较,结果可能差异较大,所以这种方法的可靠性不高。
一般认为,随机测试可以避免主观偏差,得到统计上可信的评价。随机试验是将适合人工降水的试验机会(试验单元)按照随机规则(如抽签)分成两组:一组催化观察,另一组只观察不催化进行比较。
当有足够多的试验单元时,随机确定的两组试验单元的自然条件应该只有极小的系统差异,两组试验实测降水量的系统差异可以归结为人工催化的结果。判断催化效果,有成功和失败的可能。在判断催化有效但实际无效时,这种可能性往往用显著性的高低来表示。显著性水平越小,判断催化有效性的置信度越高。在人工增雨试验中,一般要求显著性水平小于5%,即可信度大于95%。
由于水资源对国民经济的重要性,人工增雨试验作为一种潜在的开发水资源的手段,受到了广泛的重视。世界上约有80个国家和地区先后进行了这一实验,其中美国、澳大利亚、中国和前苏联的实验规模较大。
1958之后,我国北方各省利用飞机向大范围层状云中播撒干冰或碘化银等成冰催化剂,企图增加冬春降水;中国南方各省也使用飞机或高射炮将盐粉或碘化银等催化剂撒入积云,以便在夏季干旱期间增加降水。然而,自然沉淀和人工催化过程中的许多基本问题仍不清楚,测试人工沉淀的效果仍有许多困难。
人工增雨的效果受到云层等条件的制约。它在一种条件下可能有显著的积极作用,在另一种条件下可能无效甚至是消极的。统计一般不考虑条件,分析结果往往不显著。当把测试单元按某一指标分成几类分别统计时,有时可以得到更显著的结果。
比如冷云催化试验,根据云顶温度分类,统计表明在一定温度范围内有显著效果。从人工增雨的研究来看,仅仅评价增雨量是不够的,需要对整个物理过程的各个环节有一个确切的认识。例如,催化剂是否在云的指定部分达到了一定的浓度,冰晶或大液滴的浓度是否显著增加。
观察和统计这些宏观和微观特征的变化,可以从物理过程分析人工催化的效果。这种观测试验称为人工增雨效果物理试验。比如冷云实验,观测到催化后冰晶浓度增加,过冷水滴减少,说明人工催化在云的微物理过程中发挥了作用。
一般认为,人工增雨的科学实验必须按照统计学的要求,严格按照预定的设计进行长时间的实验,同时对自然降水过程和人工催化过程进行仔细的实地探测和数值模拟,这样实验才能有比较扎实的物理基础和统计可信度。?