摸清云的底細，開啟“空中水庫”大門

12月2日，《國務院辦公廳關于推進人工影響天氣工作高質量發展的意見》（簡稱《意見》）正式發布，《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、作業條件監測預報、作業催化、效果檢驗和效益評價等關鍵技術上實現突破。

其實，人工影響天氣的做法并非近年才出現。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。如今，隨著對人工影響天氣機理研究和關鍵技術的突破，人工影響天氣作業愈發常見。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過程。

大氣水循環是怎樣的過程呢？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（固態和液態）蒸發成為水汽，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成具有復雜的宏微觀結構的云，內部充滿各種大小不同、相態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，在大氣水循環中，水汽無法直接變為降水，在物理轉化過程中必須要有云水出現，這些水汽才有可能轉化形成降水。

“在大氣水循環過程中，有一部分云水還留在空中，不能靠自然過程直接轉化成為降水，我們把循環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和云水資源的開發利用。

云水資源開發

不同手段因“云”制宜

云水資源究竟是如何開發的？

據了解，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—水轉化、小云滴凝結或碰并等物理過程發生，實現增雨（雪）目的。目前常用的催化劑有制冷劑（干冰等）、結晶劑（碘化銀等）、吸濕劑（食鹽、尿素等）等。制冷劑和結晶劑主要用于冷云，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值模式發展，氣象部門借助于天空地一體化的立體氣象觀測網，并利用先進的云降水數值模式，對我國典型地區典型云系（如華北層狀云、西北地形云、南方對流云）的微物理結構（如液態水含量和分布、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，我國東南區域的云水總量平均值最大，中部區域次之，西北和華北區域的云水總量平均值較小。豐沛區主要位于我國的東南地區和東北地區東部，而華北至西部地區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、精確檢驗和高效利用的效率，還有許多科學難點要突破。記者 付麗麗