人工降水
直到1948年,人們才真正發(fā)現(xiàn)了科學(xué)的人工降雨方法。這一年,美國通用電氣公司的科學(xué)家文森特謝福經(jīng)過長期的探索,在一次實(shí)驗(yàn)中偶然地找到了人工降雨的關(guān)鍵,解決了千百年沒有解決的課題,成為科學(xué)史上的一段佳話。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,人們逐漸了解了下雨的來龍去脈。水汽從海洋和湖泊的水面上升騰成為空氣的一部分,然后形成云朵,雨水或雪片就從云中降下來。但是,水汽究竟怎樣凝聚成雨滴,長期以來始終不甚了然。后來,約翰愛特金證明,水汽是積聚在灰塵等細(xì)小微粒周圍形成水滴或冰晶的。這些微塵十分細(xì)小,肉眼根本無法覺察,但如果沒有這些微塵,盡管空氣中有足夠的水汽,卻不可能形成一滴雨水。
第二次世界大戰(zhàn)期間,通用電氣公司聘請愛爾文蘭格繆爾博士研究飛機(jī)機(jī)翼在穿過云層時結(jié)冰的課題。年青的謝福正是蘭格繆爾博士的助手。他們接受任務(wù)后,就動身到美國東北部的新罕布什爾州去,那里的山峰終年積雪,雪暴頻繁,寒風(fēng)凜冽。 謝福和蘭格繆爾整日在山間的嚴(yán)寒空氣中工作。他們逐漸發(fā)現(xiàn)了一個奇怪的現(xiàn)象:雖然氣溫常常在零攝氏度以下,但在他們周圍和腳下繚繞的云朵之中,卻并沒有形成一粒冰晶。這個奇異的現(xiàn)象,深深留在謝福的腦海里。大戰(zhàn)結(jié)束后,謝福制造了一臺小機(jī)器,它能產(chǎn)生寒冷的濕空氣。和新罕布什爾州山區(qū)云層中的空氣十分相象。
謝福推測冷空氣中不能形成冰晶可能是因?yàn)槿鄙偃鐞厶亟鹛岬竭^的結(jié)晶中心。謝福往他的小機(jī)器里呼一大口氣,然后開始冷卻,再往冷空氣中投放一點(diǎn)點(diǎn)粉末,比如面粉、糖粉等等。謝福耐心地做了幾個月實(shí)驗(yàn),往機(jī)器里扔進(jìn)去各種他能夠想得出來的各種各樣的粉末,但是竟然沒有一種物質(zhì)可以形成雪花或雨珠凝結(jié)的中心。 1948年7月里的一個上午,炎日當(dāng)空。謝福繼續(xù)耐心地往冷空氣里一次次地扔進(jìn)各種粉末,仍然沒有結(jié)果。這時,謝福的一個朋友邀清他去吃飯。謝福筋疲力盡,很樂意借此休息一下。臨走,他把制冷器蓋好,口朝上,使較重的冷空氣沉到底部。不致逃逸出來。 謝福匆匆吃完午飯,心里還惦記著機(jī)器中的冷空氣。他回到制冷機(jī)旁,一看溫度計(jì),已經(jīng)上升到冰點(diǎn)以上了,不禁有些懊惱。幾個月來,他專心致志地做實(shí)驗(yàn),竟沒有注意到盛夏已經(jīng)不知不覺快要到了。謝福心想,大熱天做冷凍實(shí)驗(yàn),以后可得多留神些。今天的實(shí)驗(yàn)怎么辦呢?他把蓋子蓋緊,耐心地等著制冷機(jī)重新使空氣降溫。謝福注視著緩緩下降的水銀柱,心里著急,他轉(zhuǎn)身找到一點(diǎn)干冰,想用來加快空氣降溫的過程。 謝福打開制冷機(jī)的蓋子,把冒著白汽的干冰扔進(jìn)去。這時,他又往制冷器里長長吐了一口氣。突然感到眼前一片銀色的光芒在閃爍,在射進(jìn)制冷機(jī)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。謝福立刻明白了,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。謝福連忙叫來助手,他往制冷器里長長地吐了一口氣,同時又扔進(jìn)一大把干冰。這時立刻出現(xiàn)了一片銀光燦爛的小冰晶,緩緩地落下去,仿佛一層美麗的白色絨毛——人造雪的實(shí)驗(yàn)成功了。 謝福想,既然能在實(shí)驗(yàn)室中制造雪花,為什么不在田野上的云朵中去試試呢?他決定在飛機(jī)上裝一架噴撒干冰的裝置,飛上天試試看。
11月里寒冷的一天,謝福和蘭格繆爾看見天邊出現(xiàn)了一片云。謝福立刻登上飛機(jī)。他知道很可能要飛許久才能找到適于播撒干冰的云層。這是一種體積碩大的灰色云朵,里面飽含著水汽。謝福選好時機(jī),開動了機(jī)器,干冰像一條拖曳的飄帶落在云朵中。噴撒了一半,干冰使周圍氣溫降低,竟使飛機(jī)的發(fā)動機(jī)也熄了火。謝福急中生智,把剩下的干冰立刻從機(jī)艙窗口統(tǒng)統(tǒng)扔到下面的云層中。 在地面上等待的蘭格繆爾博士仰望著從云端飄然而下的潔白的雪花,萬分激動,謝福從飛機(jī)上走下來時,渾身凍得發(fā)青,蘭格繆爾歡呼著跑過去迎接他,欣喜地喊道:“你創(chuàng)造了歷史上的奇跡!”謝福的實(shí)驗(yàn)確實(shí)在人類影響天氣的歷史上揭開了新的一頁。從此,牧場、田野和山區(qū)的上空,時常飛翔著科學(xué)家的飛機(jī),他們在云層中傾撒干冰,讓晶亮的雨滴滋潤干渴的植物的根須。 謝福發(fā)現(xiàn)了用冷凍的方法可以形成人造雨之后,就不再去苦心尋求可以形成水滴中心的物質(zhì)了。但是,通用電氣公司的另一位青年科學(xué)家伯納德馮尼古特卻不滿足謝福的結(jié)論。正象當(dāng)初年青的謝福有志于探索未知事物一樣。他相信愛特金關(guān)于雨滴中心有微細(xì)顆粒的結(jié)論是有根據(jù)的。他查閱了大量資料,希望找到一種體積和形狀都適于形成水珠或冰晶中心的化學(xué)物質(zhì)。馮尼古特最終選定了碘化銀。他采用燃燒后得到的極細(xì)的粉末,希望撒播在云層中后形成雪花。 人工降水
馮尼古特采用地面發(fā)射裝置把碘化銀發(fā)射到云層中,耐心地等待著。不料卻毫無動靜。馮尼古特百思不得其解,前去請教一位化學(xué)家。他們很快發(fā)現(xiàn)了原因,原來馮尼古特使用的碘化銀不夠純凈。他很快換了新的碘化銀,射入云層之后,果然紛紛揚(yáng)揚(yáng)飄下了潔白的雪花。碘化銀催雨劑一經(jīng)使用,很快獲得了比干冰更為廣泛的應(yīng)用;因?yàn)榈饣y很容易從地面上用簡單的裝置發(fā)射到云層中,不象使用干冰那樣麻煩。使用干冰有時還有些危險。有幾次巨大的干冰塊直墜屋頂,鑿成大洞,引起一片恐慌。
在成功的事實(shí)面前,最保守的人也承認(rèn),現(xiàn)代的人工降雨是控制天氣的一大進(jìn)展。今天,耕云播雨已經(jīng)不是神話。謝福和馮尼古特的發(fā)明,給苦于干旱的人們帶來了福音。他們勤于觀察、勤于思索、鍥而不舍的探索精神,