人工降雨思路和前景展望

徐好民

（中国地震局地质研究所 北京 100029）

摘要：淡水短缺愈来愈成为人类生存的重大难题，这一问题在国内也愈来愈紧迫，于是有了“人工降雨”、“海水淡化”、“打深井”、“蓄水”、“南水北调”等措施，也有了“炸山导气”、“海日莲云桥”、“引渤济锡”等设想。这些措施、这些设想成本差别很大，效果也应各不相同，作者认为这些措施、设想中最为经济合算、效果最为理想最能解决根本问题的应是“人工降雨”。

根据作者收集的古今中外资料、根据作者及其他学者的研究基本可以确定如下三项基本事实：1．无云可以下雨，而且可以下大雨。2．中国西部内陆等少雨地区只是雨少，不是不能降雨，也可降大雨发洪灾，说明水汽可以到达那里，用不着“炸山导汽”。3．许多气象灾害明显与地内因素有关、明显与大气静电强化有关。

人工降雨问题就是如何供给凝结核问题、就是供给什么样的凝结核问题。人工降雨提供的凝结核不宜中性或弱电性，而应是愈活泼愈易电离愈强电性愈好。这就是“道法自然”、这就是愈靠近自然。我们提供的强电性的异性凝结核愈多降雨量将愈大。电使我们能呼风唤雨，电使水汽能不请自来！无云下大雨，有云雨更大。我们对大气中离子控制、制造、利用的科技水平愈高，人工降雨的效果就应会愈好！

加强对大气静电问题的研究，调整思路，道法自然，人工降雨是人类解决淡水问题花钱少、见效快、值得一试的途径！这一领域大有潜力、大有作为！

自然永远是人类智慧用之不尽取之不竭的泉源！

关键词：人工 降雨 凝结核 大气 静电 强化

前言

淡水短缺愈来愈成为人类生存的重大难题，这一问题在国内也愈来愈紧迫，于是有了“人工降雨”、“海水淡化”、“打深井”、“蓄水”、“南水北调”等措施，也有了“炸山导气”、“海日莲云桥”、“引渤济锡”等设想。这些措施、这些设想牵涉到政府部门、气象学界、水利学界，牵涉到广大农户，也牵涉到许许多多其他领域学者和部门。从学者到官员到群众可能都有一个共识：内陆地区缺水是水汽不足、降水不够０炸山导汽”“海日莲云桥”之设想就是力图解决水汽不足问题，气象学界“人工降雨”也要等到有足够的水汽才能实施。1998年一次科协全国性学术会议上一位气象学家说：“有人让我降雨，没有云彩我怎么降雨？”就清楚代表了这种认识。这些措施、这些设想成本差别很大，效果也应各不相同，作者认为这些措施、设想中最为经济合算、效果最为理想最能解决根本问题的应是“人工降雨”。

理论与事实

中华民族先人历来重视“仰观天文俯察地理”、历来重视“道法自然”，自然有“常”有“异”，现今绝大多数学者不注意“仰观俯察”，不注意“道法自然”，知“常”不知“异”，将“少”与“不可能”划了等号，如“无云不能降雨”、“炸山导汽”！无云也可降雨，人工降于雨何必等云？“汽”本可过来何必“炸山”？“海日莲云桥”之想很好，能将朵朵白云引入西北何乐而不为？但云朵何能如人所愿？需花多大代价尚不得而知！

作者是地震科学工作者，由于在科研活动中注意利用民族文化无意涉足了气象领域，1986年11月写了《气体与静电》[1]，指出：“从上文所述的实例中我们可以看出这些低层大气中静电异常的规模，形式尽管有种种不同，但它们都明显与断层带，地下油气物质和地壳运动状态密切相关。它们在地震前后的震中区相对集中，明显沿断裂带迁移，沿断裂带分布，明显地从地内喷出或溢出，它们出现的地方都是河湖沼泽低洼油气热液富集的地区。它们出现时以明显的烟雾形式或伴随着强烈的气味，从土中冲出时会留下小洞眼，从水中冲出时会发出声音，出现气泡，这些特征无庸置疑地使我们相信它们是地下的气体溢入空气后造成的。

我们知道地壳是由固态，液态和气态物质组成的复杂的不均一的地体，在它受热受力形变的过程中不仅有岩石的变形和破裂，还有水、气、岩浆等物质变化迁移等一系列物理化学作用。地壳中的物质和能量以多种形式释入大气，其中很重要的物质形态就是各种各样的气体。这些气体长期处于还原环境，它们活泼易燃易电离，它们也是地壳内多种能量的载体，它们进入空气后又能进行氧化，混和、碰撞等一系列物理化学变化，电荷就生、消、聚、散变化于这些过程之中。这些静电异常既是重要的大气物理现象，也是岩石圈向大气圈输送物质，输送能量，地壳运动强化的标志，它们是一系列大小不等形式不一的自然灾异的导演者、制造者。在极其复杂的物质世界中变化之快，变化之大，变化之无穷尽者莫过于静电了，静电的变化可能是大气混沌状态的根源”。1987年撰写《地质气象与气象地质》[2]，指出：“研究地质和气象的关系就是地质气象，研究地质和气象的关系除为准确的气象预报服务外也为人工控制气象开辟了广阔的前景，当我们获知地震造成气象异常的各种精细数据时，我们就可以利用人工方法去制造或破坏这种状态达到人类所需的目的，例如我们若知道了地震前后长期干旱的瓦解过程，我们就可在干旱地区人为造成类似环境解除干旱”。“研究从气象中提取地壳运动的信息反演地壳运动这就是气象地质，气象地质应是征兆地质学的重要组成部分。征兆地质学是作者最近尝试提出的用地壳运动的各种效应综合的时空演化来反演地壳运动的新学科，这种方法可为我们精细地勾绘出大区域现代地壳运动的图案，这正是地震预报和烈度区划工作所需要的。这种方法既克服了传统地质学方法时间尺度太粗略给地震工作造成的困难，又避免了前兆法预报地震的纯经验主义倾向，这是科学预报地震的基本方法，也是充分发挥我国优势的一条可行之路”。

根据作者收集的古今中外资料、根据作者及其他学者的研究基本可以确定如下三项基本事实：

1．无云可以下雨，而且可以下大雨。

1999年2月作者曾受《大科技》主编的邀请撰写《无云下大雨原因有谁知》，发表在当年8期《大科技》[3]上。文中披露了古今中外一系列无云下雨的事实，国内较近的为1991年3期《东南西北》载胡怀儒《暴雨如注星月满天》一文：“1990年7月30 日下午8时30分左右，四川省兴文县仙峰区在没有刮风响雷的情况下，以仙峰区公所住地为中心方圆十公里范围内突然下起了暴雨，半小时以后溪河里的水位增加1米以上。据当地气象哨观测此次暴雨持续90分钟，降雨量60毫米。罕见的是在降雨过程中天上没有一片乌云，可见漫天星斗朗月当空。虽然已近傍晚，但10余公里以内的景物也看得清楚。县气象部门的同志讲这种现象尚无资料记载实属罕见”。作者当时已指出：“这是一则很好的报道，但这则报道中却存在着一个不大不小的错误，即最后一句话：“县气象部门的同志讲这种现象尚无资料记载实属罕见”。罕见确实罕见，但不是尚无资料记载。县气象部门的这位同志当自己不知道就是不存在，而作者胡怀儒先生也相信这位气象工作者的话是不应该的。从逻辑学来说任何全称判断只能证有不能证无，“所有天鹅都是白色的”，只要找到一只黑天鹅就可否定它，但你找到再多的白天鹅也难以证明所有天鹅都是白色的，就没有其它颜色的天鹅存在。自然界是那样博大，自然界历史是那样悠久，我们没经历过的自然现象、没有阅读过的记载一定很多很多，对罕见自然现象可以说我们没见过，但不能轻易说无。对无云而雨来说正是如此！它不是尚无资料记载，而是这类记载颇多”。

2．中国西部内陆等少雨地区只是雨少，不是不能降雨，也可降大雨发洪灾，说明水汽可以到达那里，用不着“炸山导汽”。

新华网兰州7月25日电（记者朱国亮）25日，记者从甘肃省抗旱防汛部门了解到，24日夜间，甘肃陇东地区平凉市泾川县突降暴雨，造成72个村庄近10万人受灾。据甘肃省抗旱防汛指挥部办公室相关负责人介绍，24日19时40分至22时40分，泾川县出现特大暴雨天气，3小时总降雨量达148．2毫米，其中，30分钟最大降雨量达83．5毫米，为泾川县1957年有气象观测记录以来最大值。截止到记者发稿时，相关部门统计显示，这次特大暴雨造成泾川县5乡镇72个村近10万人受灾，因灾死亡1人、伤3人、失踪1人，倒塌房屋100多间，公路、水利、农业等基础设施受损严重[4]。新华社兰州10月11日电（记者朱国亮）今秋，以干旱著称的甘肃省却出现大范围、长时间连阴雨天气，部分地区还因此出现局地洪涝等灾害。其中，9月25日以来的这场连阴雨天气过程仍在持续，持续时间之长、范围之广，创造了甘肃有气象记录以来的新记录。据兰州区域气候中心统计，入秋以来，甘肃省共出现区域性连阴雨4次，是1951年以来区域性连阴雨次数最多的一年。这4次分别发生在8月25日－9月9日、9月2日－9月12日、9月6日－9月14日、9月25日至今。其中，最近一次连阴雨天气过程已持续了17天，范围覆盖了酒泉、嘉峪关两地以外的甘肃绝大部分地区。另据兰州中心气象台介绍，未来两到三天，除酒泉、嘉峪关以外，甘肃大部分地区连阴雨天气还将持续，但每日降水量不大，气温变化也不大。15日－16日，连阴雨天气范围将缩小，降水量也会减少，但目前还不能完全预测连阴雨天气到此结束，由于雨水增多，从9月25日以来，甘肃省内部分地区还发生局地洪涝、雪灾等灾害[5]。根据今年中央电视台新闻频道报道今年元月南方雨雪冰冻灾害时新疆塔里木盆地也全部覆盖一尺左右的大雪。近几年也不断有新疆遭受洪水袭击、塔里木盆地湖泊增多、中有几十斤大鱼的消息。

3．许多气象灾害明显与地内因素有关、明显与大气静电强化有关。

气象灾害很多，因为本文谈水，这里我们只举水方面的例子。民国《沁源县志.大事考》载：“明正德八年八月天无云而震，既而大风雨随之，平地水深丈余漂没民田千余顷”。宣统《蒙化县志稿.天时部.祥异志》载：“明嘉靖二年六月无云而雨，大水自五道河涌出，有大木浮于上不知何来，冲没田庐”。《客舍偶闻》载：“清康熙七年六月十七日戌时天气晴朗漫天星斗并无片云忽然降雨，天鼓响亮地震良久，民房倒塌无处躲藏”。民国《冠县志.杂录志.异闻》载：“民国十年旧历三月二十四日夜余鸡鸣而起，仰视天空流星如织，东西朔南目不暇接，经两句钟而未已，未起以前不知已历几时，旋云升东方诘朝大雨，阅砚弟申箴送来访稿与所见略同（陈熙雍）”。

民国《新纂云南通志》卷二六五载：“盐津及第乡北甲溪边有大龙潭一，其深无底。乡人每见潭内有一物大如栲栳长十余丈，遍身鳞甲如百千眼目皆灼灼有光，当其浮泳水面时俄倾即雨百试不爽”。W.R.Corliss 《Strange phenomena》一书收入一条记载：“1907年的一天，我（William.H.Alexande）正站在教堂和学院路拐角上的爱华德银行前面，面朝东，正与前任州长伍德伯里和A.A.比尔先生交谈。当时没有一点征兆或警告，我们被一种极为奇怪而可怕、显然十分靠近的像爆炸那样的声音所震惊。我举目沿学院路东望，看到在大约300英尺以外有一个像水雷般的物体，好像是不动的，悬在空中，离建筑物的屋顶约有50英尺。物体的大小为：长约6英尺，直径为8英寸，它的外表或盖层外观暗黑，表面上到处有冒出火的点，很像一块炽红而不平的铜。这个物体起初看到时虽然不动，不久就开始移动了，动得相当慢，向南越过多兰兄弟的商店就消失了。在它移动时盖层似乎发生了多处破裂并从这些地方冒出强烈的火焰。这个物体起初看到时围绕着直径大约20英尺的模糊光晕。现象消失后虽然头顶上的天空完全是晴朗的，但却有怒涛般的积雨云从西北方向涌来，大约20分钟后下了倾盆大雨，延续了至少半个钟头，但却没有一丝闪电，也没有雷声”。本年度新疆电视台曾播过林则徐在虎门销烟之后，被贬到伊犁，在林则徐的《荷戈纪程》一书中就有过关于“水怪” 的记载。其中谈到，一天到赛里木湖的时候，据当地的牧民讲，赛里木湖里面有个神物长得像青羊一样，每当青羊出现的时候就狂风大作，下大雨、下冰雹。这里的青羊不是动物，而与盐津潭内之物及爱华德银行空中的“水雷状物体”为同类物，同为大气中离子高度凝聚体。古今中外这类记载很多，作者的书和文章中多所涉及，它们是大气静电强化的结果和标志。这种大气静电的强化绝大多数情况下都是地内活泼易燃易电离的气体外泄造成的，作者称之为地壳运动的静电效应，“流星如织”“雷震”等也与此同。大气静电强化的表现形式很多，无声无息、万里无云不等于大气中无电。

思路与前景

大气降水是大气中水汽的凝结这是人人都知道的常识。根据气象学家研究，如果水汽没有一个合适的核来依附它就不能发生凝结。如果这种核是水汽则为同性凝结，但这必须有高的相对湿度（≥500%），在自由大气中相对湿度高于纯水面饱和相对湿度（100%）0.01%的情况是不存在的，因此大气中异性核凝结才是最重要的核凝结过程。海盐、酸酐、尘埃是重要的凝结核。现在科学家通过反复实验终于得出了一个重要的结论:不只是尘埃,任何带电的离子都可以成为凝结中心而使水汽凝聚、电子是良好的凝结核。

降雨问题就是核凝结问题，降雨过程就是核凝结过程；人工降雨就是人为供给凝结核问题。无云并不等于大气中无水汽,无云而雨一是证明大气中水汽的存在,一是证明大气中凝结核强烈的凝聚力非平常凝结核可比. 关于无云而雨的成因，1888年7月22日Samuel.Jones 在斯梯夫奈奇观察无云降雨时就“理解到她具有电的特征这一事实”，1977年W.R.Corliss编《 Handbook of unusual natural phenomena》一书时就在《异常天气现象》一节导言中指出：“贯穿在本书大部分的几个论题，在这一章里也将再度出现”，他第一个论题就是“电在地球物理现象中的重要性”，对反常降水，他写道：“这些无云的降水是从什么地方发生的呢？……某些降水可能来自高于正常云层的地方，甚至也许是来自大气圈的外层”。作者在<无云下大雨原因有谁知>一文中就已指出:”他强调电在地球物理现象中的重要性是对的，但推测这些降水来自高于正常云层的地方，甚至大气圈的外层就有问题了。问题在于他的推测和自然界实际情况不符”。作者在这篇文章中曾进一步指出:” 从这两个事例看(盐津潭内之物和爱华德银行附近空中的水雷状物)，第一个潭内之物浮泳水面、第二个水雷般的物体离建筑物的屋顶约50英尺；它们和突然降水的关系，第一个是百试不爽；第二个从观察者的叙述中不难看出其间的因果。民国十年冠县的流星如织离地面也不算太高，和诘朝大雨也有明确的因果关系。这些都明显是观察者近傍的事物，明显低于正常云层，更不用说大气层圈之外了，这些降水只能来源于这些物体所处及影响的区域或产生这些物体的区域。这些潭内之物、水雷般的物体、如织的流星是什么？是外空来的流星或其它物体吗？它们“浮泳”、“静止不动”、“如织”等等已明显的和流星等天外之物划清了界限，它们是大气强烈电离情况下出现的火球或不同形状的离子体。大气静电异常的表现形式是多种多样的，这还是一个人类远远没有穷尽的谜。人类所谓的许多自然之谜都牵涉到这一问题，人类对大气静电的认识只有再进一步深入，它们的谜底才能逐步被揭开”。在分析了古今中外18次无云降水之后又指出:” 无云降水之前空气的高度电离，大量被电离的气体离子成为良好的凝结核使得水汽快速凝结快速落下，不经过聚成云雾的阶段，这就是无云而雨的根源所在。这些降水来自比正常云层更低、更贴近地面的高度电离的空间。这些低层大气的强烈电离其主要原因在于地壳内活泼易燃易电离气体的溢出，它们大大改变了低层大气的物理化学成份，大大提高了大气的电离，在太阳强烈照射等因素影响下产生强烈电离形成大量良好的异性凝结核，在有足够水汽供给的情况下快速凝结快速落下。溢气的区域大降水的面积大,溢气区域小降水面积校电离程度高异性凝结核多、水汽供给足够，降水量就可大，反之则校这样一来我们对它发生在地震有感范围内、发生在地震之前或局部区域、太阳照射越强雨越大、降水之前晴空有声、光、火球等现象就容易理解了。以前气象学家预报天气多注意的是气温、气压问题，对大气电离度注意不够”。

从以上分析可以看出人与自然相比还有很大差距，人工降雨还有很大潜力，要想缩小人与自然的差距就要研究自然之妙，“道法自然”。人工降雨问题就是如何供给凝结核问题、就是供给什么样的凝结核问题。从以上的事例中也可看出离子不仅是良性凝结核，而且也有对周围水汽吸引问题.。1907年爱华德银行斜上方水雷般物体“现象消失后虽然头顶上的天空完全是晴朗的，但却有怒涛般的积雨云从西北方向涌来，大约20分钟后下了倾盆大雨，延续了至少半个钟头，但却没有一丝闪电，也没有雷声”。这里“涌来“非常生动的显示了这个物体对周围水汽的吸引.。从1888年7月22日的那个观察里：“天空中没有云，只是在我看向西北方向时有些朦胧，接踵而来的暴雨就是从这个方向来的，桑迪下了很大的雨”也可看出该区晴空电场强化对周围水汽吸引问题。近年国内有些学者注意到震中区对台风有吸引作用，以小喻大，由上述几个事例可以看出这种认识是有充分根据的，吸引台风的根源在于震中地区上空大气物理化学性质、大气离子浓度发生了巨大变化。

分析到此处我们已不难看出：只要一个地区低空大气电离度强化它就能提供大量良好的异性凝结核，使水汽快速凝结；这种水汽的快速凝结又导致该区水汽严重不足，造成对外围水汽的强烈吸引。这样看来，人工降雨提供的凝结核不宜中性或弱电性，而应是愈活泼愈易电离愈强电性愈好。这就是“道法自然”，这就是愈靠近自然。我们提供的强电性的异性凝结核愈多降雨量将愈大，电使我们能呼风唤雨，电使水汽能不请自来！我们对大气中离子控制、制造、利用的科技水平愈高，人工降雨的效果就应会更好！

加强对大气静电问题的研究，调整思路，道法自然，人工降雨是人类解决淡水问题花钱少、见效快、值得一试的途径！这一领域大有潜力、大有作为!

结束语

中华民族历来是重视“仰观天文 俯察地理”、历来是重视“道法自然””、历来是重视实事求是的民族，自然永远是人类智慧用之不尽取之不竭的泉源！

2008.07.25

参考文献

[1] 徐好民 1986气体与静电 见徐好民1988 地球.静电 西安 陕西旅游出版社142-149页

[2] 徐好民 1987地质气象与气象地质 见徐好民1988 地球.静电 西安 陕西旅游出版社 155-162页

[3] 徐好民 无云下大雨 原因有谁知 大科技 1999(8)

[4] 朱国亮 甘肃泾川县出现特大暴雨近10万人受灾 http://www.sina.com.cn 2007年07月25日18:51 → 新华网

[5] 朱国亮 甘肃出现罕见连阴雨天气 http://www.sina.com.cn 2007年10月12日09:26 → 云南日报