最近,“利奇马”刚走,而“白鹿”又接踵而来。作为季风性气候的我国东南沿海,有时就不得不品尝一种略带苦涩的夏季天然特色——台风。
而同样,左边是太平洋右边是大西洋的美国也同样饱受热带气旋的困扰,只不过由于文化的原因,美国那边的称呼叫做飓风。而就在昨天,我的一个朋友给我发了张截图,说特朗普想核袭击飓风来“保护美国”。看到这我就不禁想起了,上个世纪美国人曾经对飓风做的那些令人智熄的事情。
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特朗普显然深得“人定胜天”的熏陶,但白宫表示不会评论总统的言论
人工干预天气还得从1945年曾经获得诺贝尔化学奖的美国著名化学家欧文·朗缪尔首次提出人工干预飓风的构想说起。次年,他在实验室里发现,当对云(富含水蒸气的空气)加入干冰和碘化银这些,成功地制造出人造的降雨甚至雪花。《纽约时报》称赞他“是第一个对天气做了点什么而不是只说不做的人”。这里得说下干冰和碘化银的用处,干冰是降低云层的温度,使得饱含水分的热空气突然手冷,产生冷凝水。但是在空中,冷凝水的形成还必须依托尘埃作为雨滴的凝结核,毕竟总不能凭空产生水滴,是过饱和水蒸气接触了尘埃后水蒸气有了依托物才能冷凝出来(这就是为什么冰箱为什么明明没有泼水进去但是侧壁还会结冰一样)。而碘化银有一个特性,1克碘化银可受热分解成几十万亿颗微粒,这几十万亿颗微粒在干冰的帮助下就会冷凝成几十万亿滴雨水,这就是为什么降雨用的气象高炮只有37毫米口径却还有极大的降雨效果的原因。
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气象部门可能是目前这种老式高炮的最大用户了
既然弄懂了如何让富含水分的云朵降水,那么科学家就将目光投向了危害更大的飓风。首先是卷云计划(Project Cirrus),美国科学家认为,飓风作为热带气旋,其本身是富含湿热空气的巨大云团在地转偏向力等复杂条件下形成的。而湿热空气是飓风威力的根本,因此只要想办法能对湿热空气产生干扰,就能对飓风产生影响。而在1946年的12月20日,美国化学家和气象学家文森特舍费尔(Vincent Joseph Schaefer)成功制造了一次大规模降雪,虽然这次降雪使得其合作商通用公司因为法律问题退出,但也坚定了他对人工干预气候的态度。于是在1947年的10月13日,美国军方决定对飓风展开人类历史上的第一次大规模干预,这一次,定要“我命由我不由天”。
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随着飞机的起飞,飓风也即将迎来第一批前来安排其命运的人。飞机空投了约82千克的干冰,随后机组成员报告地面“云层出现明显变化”,自认为实验成功的机组感动了佐治亚州的人民,美国人民纷纷写信来表达自己的热切关怀,然后将实验人员全部告上了法庭。
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因为,他们干预的8号飓风,本来都通过外海远离了陆地了,而就在机组成员撒完干冰“发现明显变化”准备收工回家后不久,飓风觉得来都来了不破坏点什么似乎对不起还特地开飞机给他送行的美国人,于是飓风上演了一出“逮虾户”。
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8号飓风突然直接掉头傻回来了!飓风从佐治亚州萨凡纳登陆,由于之前的观测表示飓风正在远离,整座城市丝毫没有防备从而损失惨重。愤怒的群众将实验组告上了法院。这时候实验人员就有一个尴尬的情况,如果他们宣布自己实验成功了,那么等待他们的就是监狱;而如果不想进监狱,那么就得大力宣扬“这个实验屁用没有”。实验人员思前想后,终于由气象学家想到了脱罪的方式——他们拿出了1906年的佛罗里达群岛飓风路线图,来表示自然界的飓风也会突然掉头来脱罪。
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1906年让当地损失惨重的飓风,同样是突然掉头杀回马枪
但是美国人并没有放弃,在十年后,美国人反思了自己的错误,明白了干冰并不靠谱,而是应该像云层中投入大量碘化银,让云层释放潜热和凝结,从而从台风眼中分离出新的云墙,从而通过因为压力差的减小使得台风风力的降低——不求能引导台风,只求能削减台风风速来降低台风带来的损害。
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原理图就是这个
这个项目一开始美国人还是信心十足的,在1961年的9月16日,一架飞机在飓风埃斯特Esther中心,并投下了八大罐碘化银,可喜的是他们发现飓风的风量削弱了约10%!受到鼓舞的美国人立刻上马了“狂飙计划”(STORMFURY),在1963年的8月17-20日,选定了11个云进行实验,其中6个为实验对象,另外5个为对照组。他们最终观测到6个实验组中的5个都“产生了预计的变化”。而在1969年的飓风“黛比”身上取得了最大的实验效果,在8.18-20日,美国出动13架飞机进行作业,第一天的行动后风速下降了31%!第二天行动后下降了18%。但是之后由于各种原因,仅仅对“生姜”这个飓风再次进行了实验。但并没有取到效果。
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美国国家海洋和大气管理局的照片,为1966年工作人员在改装的DC-6前合影
表面上看该项目似乎取得了很大的效果,毕竟能削弱飓风风速31%可是难以想象的。然而,日趋成熟的气象观测在记录风速的降低同时也记录下了一些尴尬的事情——很多时候这些台风中心产生新的云墙可能与空投碘化银毫无关系,因为早在播撒前云层便已经开始分离。也就是说,这可能与1947年他们脱罪的借口一样,并不是他们的实验有效,而是看上去“成功”的实验是飓风自己凑巧演变产生了风力衰减——而实际上这在飓风的发展中很常见。而不死心的美国人希望能在亚太继续进行这种实验,但是美国人不希望政府把飓风引上岸,东亚某大国也不希望。
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自1976年美国将实验转移到关岛后,虽然日本表示愿意“为实验牺牲”,但是东亚某大国明确告诉美国,如果有任何台风因为美国人的实验改变了方向并登陆(或者说只要这些登陆的台风有美国人做过实验那么都算是美国人搞的鬼),必定会采取报复行动。这就使得“狂飙计划”最终不得不停止运行。
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那么话说回来,核爆台风真的可行吗?虽然总有各类自媒体拿台风的能量级来说核弹威力不够,但实际这个单纯比能量本身就是一种无知的体现。虽然一个台风每天大概可以释放5.2×10^19焦耳的能量,相当于每20分钟引爆一颗千万吨级当量的核弹。但是如果就以此来认为核弹完全无效的话,我们就会得出一个尴尬的类比——AK-47打不死人,因为人体每小时散发的热能(60千克体重时约500000J)远远超过AK47射出的子弹的动能(出膛时约2010J)。所以认真的来说并非不可行,往台风眼丢一枚核弹肯定由用的,至少能瞬间摧毁台风眼的结构——但是考虑到台风的构成是温热空气,一枚核弹下去反而会给云层补充更多的热能,被炸开的云并不会消失,反而会重新聚集起来并且可能还会加大力度(核实验表明在近地爆炸会有一定概率产生火龙卷),大概就是等于用几天时间给台风升了个级,外加给台风附魔了。光是想想充满各类核辐射的台风呼啸而过,空中下着核辐射的雨,想想就刺激。(当然,我还是希望特朗普总统能敢为天下先,在美国展开该项目实验,为世界其他国家提供新的研究样本)
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在清洁的核弹出来前,还是不要往台风眼里丢奇怪的东西吧
不过再补充个别的,判了人工干预台风死刑的还有一个原因,那就是“混沌效应”,如果觉得没听说过,没关系,还有个我们熟知的名字——“蝴蝶效应”。1963年,气象学家爱德华·洛伦兹在用同一组初始数据进行了两次实验模拟气候变化,但得到的结果却大相径庭,两组实验的飓风轨迹和强度完全不同。而究其原因是第二次计算时对某个数据小数点后四位进行了省略,而就是这微不足道的变化导致了整个结果的不同。洛伦兹由此提出了对后世影响深远的“混沌理论”,指出在气象这样的复杂系统中,任何微小的差值都将给整体结果带来变化,因此具有不可测性。为了形象地说明自己的见解,洛伦兹在演讲中还说出了那个著名的比喻:“一只南美洲亚马孙河流域热带雨林中的蝴蝶,偶尔扇动几下翅膀,可以在两周以后在得克萨斯州引起一场龙卷风。”
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所以到了现在,人类最终认识到了在自然的面前,人类还是渺小。最后引用一句话来作为总结吧
“不要过分陶醉于我们对自然界的胜利。对于每一次这样的胜利,自然界都报复了我们”——恩格斯