[科普中国]-人工消雾

简介

人工消雾分为人工消暧雾（雾区温度高于0℃）和人工消过冷雾（雾区气温高于0℃，雾滴为过冷却水滴等）。目前有三种消暧雾试验方法：①加热法：对小范围区域雾区如机场跑道等，大量燃烧汽油等燃料、加热空气使雾滴蒸发而消失。②吸湿法：播撒盐、尿素等吸湿质粒作催化剂，产生大量凝结核，水汽在凝结核上凝结长成大水滴,雾滴会蒸发并在大水滴上凝结，使雾消失。③人工扰动混合法：用直升飞机在雾区顶部搅拌空气，把雾顶以上干燥空气驱下来与雾中空气混合，雾便消失。1

人工消过冷雾的方法是用飞机或地面设备，将干冰、液化丙烷等催化剂播撒到雾中，产生大量冰晶，它们通过贝吉龙冰水转化过程，夺取原雾滴的水分、雾滴便蒸发而冰晶不断长大降落地面，雾便消失。这种方法效果显著，已能实际应用。

消雾的意义雾给交通带来的损失是巨大的。飞机怕雾，有雾飞机无法起飞和降落；在飞行中，无法看清目标，会发生撞山等可怕的事故。1948年圣诞节，从武汉到上海的飞机，因大面积降雾一大就出现了三次事故。轮船怕雾，海上浓雾会使船只触礁失事；汽车怕雾，高速公路上汽车追尾事件的罪魁灾首常常就是雾。机场上一有雾，飞机无法起飞，其直接损失是以每分钟多少万元来计算的。1993年11月中旬有两大，北京首都机场因雾取消航班183个，直接损失300万元。有雾就要消雾，所以，今天有了人工消雾的新鲜事。

和云一样雾，也有冷暖之分。在0℃以下的冷雾，目前科学家已经有较为成功的办法进行消除；而对于0℃以上的暖雾，对付它的有效办法还没有找到。1

消雾原理消冷雾的原理是瑞典气象学家1933年提出来的。他认为，在云雾中必须有冰核存在，水汽才能以它为中心，结成冰晶降落下来。如果雾中没有冰晶，对否用人工方法将冰晶引入雾中使之消散呢？当然可以办到，这就是人工消冷雾。

实际上，第一次人工降雪的道理正好与此类似。那是1946年11月，美国科学家谢弗乘一架小飞机，在层云上沿一条4.8公里的航线撒下了1.36公斤的干冰，使整个云层变成了白雪。干冰是二氧化碳在-78.5℃时凝结成的固体，把它洒在云雾中，可使云雾的水汽温度降低到-40℃以下，并凝结成小冰晶，最后形成雪花掉下来。雪花掉下来，等于说消雾工作获得了成功。

消冷雾的关键问题是要产生冰晶，但产生冰晶必须使温度达到-40℃以下。一克干冰大约可以产生一万亿个小冰晶，另外，如丙烷、液氮可以使云雾气温下降到-70℃、-196℃，所以它们的消雾效果也不错。俄罗斯、我国消雾工作就曾用过液氮。与此同时，让空气对流速度达到1.5～2.0马赫（声音传播速度）时，据说，温度也可以降到形成冰晶的程度。

人工消雾也有直接采用降雨方法的，如使用碘化银为代表的冰核就是这样。碘化银的晶体和冰晶相似，这可以使水汽凝结在其上面。有一种方法是燃烧，即用高温把碘化银烧成小的烟粒，使它在饱和的低空雾中长成小冰晶，最后形成雨。我国气象研究院研制出高效的碘化银烟剂，每克碘化银可以产1015个冰核，是干冰的14倍。

实际上，消雾时常常要在地面设置多个催化剂撒播点，在地面上数米高度上施放催化剂，但这关系到风向和风速问题。国外的一些国家常布置多个撒播点，根据具体情况自动调整位置。2

消雾现状致于消暖雾，科学家们还在努力探索。国外曾有机场采用加热焚烧的办法驱雾，如巴黎奥利机场有一大群燃烧炉，在消雾时能自动点火，可耗油量很大，而且效果不明显，所以并不十分可取。法国戴高乐机场还把喷气式飞机派上了用场，在有大雾时，工作值班人员开动喷气发动机，利用高温喷气来驱赶浓雾。另外，还有利用声磁波消雾的方法，也没有达到实用的程度。2

消雾方法依雾的物理结构，常把雾分为过冷雾(也称冷雾)、暖雾和冷雾。当雾中气温≤0'C时称为冷雾，〉0℃时称暖冬，在〈-30℃时称冰雾。

消冷雾一般情况下，温度降到0℃时，水汽也不会凝结，以过冷水滴的形式存在。所以，在云雾中，必须要有凝结核，水汽才会以凝结核为核心，结成冰晶，冰晶又会吸附余下的液态小

水滴而变大，当冰晶体增长到足够大时才会降落。而在实际云雾中，当气温低于0'C，但高于-10℃时，有一半以上是未凝结的过冷水滴，当气温降到-20℃时，过冷水滴才大量减少，变成冰晶，到气温降到-40℃及更低时，云雾中无论有无凝结核，水汽都会直接凝华成冰晶。因此，消冷雾主要是采用干冰、碘化银或丙烷等催化剂，撒播于雾中，产生冰晶，使大量过冷却雾滴集聚到冰晶上，冰晶增长后脱离雾而沉降。

消暖雾据统计，大多数机场上经常出现的是暖冬，因此人工消暖鲜有重要意义。消暖冬的基本原理是增温、减湿使雾中相对湿度减小，雾滴蒸发或升华而消散，或促使雾滴增大而降落地面。消暖雾的方法主要有：一、直接燃烧燃料将空气加热使雾滴蒸发而消散的加热法。虽最简单，但消耗能量大，不经济；二、在雾中播撤吸湿性很强的微粒的减湿法，如撤盐粉、尿索等，由于这些物质吸收空气中的水汽，使雾中相对湿度减小，雾滴蒸发。而它们本身由凝结、碰并增长作用而沉降到地面上；三、利用直升机在界顶缓慢毛行，借助发动机的作用迫使上层未饱和空气不断与雰混合的混合法，通过降低了体相对湿度，达到消雾目的。1