【云顶娱乐官网下载】天公可以作美,世界科技

作者: 云顶娱乐官网下载  发布:2019-08-19

  天公不作美。雷声轰轰,叫人心惊胆颤;漫天的大雾,令飞机、火车望而却步,成了“睁眼盲人”;还存在那久晴无雨的日子,干旱把人畜急得到处乱窜……忽然,几声炮响,久旱后的天空下起了小雨;一阵飞机马达声响过,机场上的大雾消散……这是咋回事呢?原来这是在进行人工降雨、人工消雾活动。人工影响天气,驱灾避灾的办法很多,比较成熟的有人工降雨、人工消雾、人工消雹、人工避雷等方面。

  现代实验方法

  (1)人工降雨:

  有一种现象不知道大家注意到没有:当我们面对一块玻璃或镜子呵热气时,玻璃、镜子表面会变得模糊不清;当我们打开冰箱时,有时会发现冰冻的食物上带有冰屑。这是怎么回事?好多人会迫不及待地解释:这是空气中的水汽凝成了水滴,或者水滴结成了冰。看来,只要有条件,我们自己也可以模拟地制造雨水和冰雪。科学家们也正在沿着这条路日夜兼程。云室,一种对云进行实验模拟研究的主要设备,就是证明。

  人工降雨,就是指根据云和降水形成的机制,通过播撒一定数量的催化剂,从而达到激发和增加降水的目的。

  云室是用来模拟自然云的各种现象的。譬如,云滴是如何增长的、冰晶是如何产生和发展的、云中的雷电是怎么回事,等等。云室有大有小,小的只有几十毫升,大的可达上千立方米。它的研究对象很多,涉及到水汽的,有扩散云室和对流云室;涉及到温度的,有冷云室(低于0℃)、暖云室(高于0℃)、等温云室(温度分布均匀)、梯度云室(温度在垂直方向不同);涉及到雾的,有混合云室和膨胀云室。

  人工降雨的原理很容易理解。我们知道,云是由大量的小水滴构成的;但这些小水滴并不一定凝结成冰晶,即使温度在0℃以下也可能只是枉然。但如果云中一旦存在冰晶,它就会吸收水滴蒸发的水分而迅速增长,进而形成雪降落下来。雪下降时可能融化,导致降雨。

  云室并不能代替真正的云,它只是一种模拟,这种模拟是有限的,但是它可以近似地反映云的各种实际现象,有利于人们弄清它的活动规律。我国在1985年就建有亚洲最大的综合性中性云室,约有96立方米。这个云室的温度、湿度、气压可以进行调节,云室顶部还装有风洞。另外,我国还有一些等温云室和小云室。等温云室可以对人工降雨的催化剂进行研究。

  但是云有暖冷之分,因而对冷云和暖云实施催化降雨的方法是有区别的。例如,在我国北方和冬季的云大多是冷云,它们由过冷却云滴(0℃以下)和冰晶共同组成。此时要使云中产生更多的冰晶,由无雨转向有雨,或使雨量增大,必须使云中冰晶增多。可以向云中撒干冰,使局部温度下降,或者引入碘化银,使水汽分子在此冰核上凝结形成冰晶。至于暖云,则要设法使云中水滴重力变大,破坏云的稳定状态。有三种方法,一是撒吸湿性物质(如食盐,使水滴凝结增大,或者干脆从飞机上直接将水泼入云中,加速降雨的产生;也有利用樟脑等表面活性物质,抑制蒸发作用产生降水的,等等。

  利用云室,科学家们取得了一些科学研究成果。日本科学家曾在一个同心圆柱形的对流云实验中发现:雪晶的形状与它们形成时的温度、湿度条件有关。如果温度在-5℃,雪晶会长成枝状。因而,科学家们认为,改变云室的温度、湿度,就可以制造出不同图案的雪晶;反过来,通过雪晶的状态,就可以判断云层的温湿度。

  根据统计表明,人工催化适宜增雨的云,可以使降水量增大 10%~30%。有人因此估算,在一个平均降水量为300毫米的一万平方公里的面积上,可以增加六亿立方米的水,这可是个不小的量。

  再比如,美国科学家们通过混合云室发现,干冰可以使云冷却冰晶化、碘化银具有很好的成冰性能。正是从此处得到启发,气象工作者的人工降雨催化剂首先选就是干冰和碘化银。

  人工降雨引入催化剂有几种方式,或用飞机在云顶或云中选好合适的位置,直接播撒干冰、盐粉或碘化银焰弹;或者用气球把碘化银与火药红磷混合物带入云中;或者干脆用高射炮和火箭把催化剂射入云中。此外,据说用地面燃烧的办法,也可以把碘化银烟粒送到云中,但条件是这种云必须很低。

  当然,建造云室只是人工模拟的一个方面。其实,不要说短期的天气现象可以模拟,信不信由你,气候变化也可以人工模拟呢!

  当然,人工降雨的问题也不少,关键是要判定是什么云和在云的什么部位引入催化剂的效率最高。

  气候模拟与现代大型电子计算机的出现分不开。本世纪第二次世界大战后,由于各个国家工业飞速发展,造成“三废”“(废水、废气、废渣)对环境的严重污染,人为因素也在一定程度上造成全球的大气温度升高、气象灾害频繁等气候变化。为了探测未来气候变化的结果,提高人们的防范意识,一些国家的气象学家纷纷求助于大型电子电子计算机,他们把一些人为的因子引入气候模式,然后进行人工模拟。

  (2)人工消雹:

  这种气候模拟应该说比较可信。因为一些因子的反馈作用也被考虑进去了,这就使该模拟处于一种动态的系统中。比方说,由于温室效应作用,全球大气温度上升;大气温度上升,海面蒸发加剧,这样云量增多,削弱了太阳辐射,地面温度也因此相应降低,而大气主要吸取的是地面热量,所以大气温度的剧增也受到牵制。

  人工消雹在两百多年前就有人开始尝试。消雹其实只起对雹“以大化小,以小化了”的作用。具体地说,就是向云中施放碘化银或碘化铅等催化剂,它们会使云中冰晶数目增多,冰晶形成雹胚时会消耗大量的过冷云滴,结果使所有的雹胚都无法长得太大。雹块下降时有的会融化,这就形成了水滴,或者缩小成小冰雹,于是消雹的目的就达到了。和人工降雨一样,也有使用吸湿性物质消雹的,如食盐,它们会吸收云中的水分,使雹胚不致于膨胀得太大,及时降落到地面。

  目前,美国国家研究理事会的平衡气候模式模拟结果引人注目。他们认为未来气候会有以下变化:

  消雹可以利用飞机、高射炮、火箭等。在雷达的监测下,利用高射炮、火箭发射人工成冰剂,在我国与前苏联 (现在以俄罗斯为主)比较常见。俄罗斯有专用消雹火箭和专用雷达。此雷达能在300公里以内确定是否有冰雹,并能确定雹区面积、移动速度、降雹强度,甚至可以算出冰雹的平均直径来。我国也在 1980年研制成了JFJ—I型降雨防雹火箭。

  (1)平流层温度降低(平流层指对流层以上的一个层次)。

  需要澄清的一点是,人工消雹也可以采用空中爆炸作业的方法。爆炸发生后,由于冲击波的作用,大冰雹会粉碎,过冷却云却会直接冻结下降,于是消雹的目的也就达到了。

  (2)全球地面平均气温增高。

  (3)人工消雾:

  (3)全球平均降雨量增多。

  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,因大面积降雾一天就出现了三次事故。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月中旬有两天,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。

  (4)海冰减少。

  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。

  (5)极地气候变暖,特别是在冬季。

  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。但是如果雾中没有冰晶,可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。

  (6)大陆气候变干燥,犹其夏季最为明显。

  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。

  (7)高纬度地区降雨量增多。

  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。

  (8)全球海平面上升。

  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。我国气象科学研究院研制出高效的碘化银烟剂,每克碘化银可

  这些模拟结果,与近些年来全球某些气候变化的趋势相吻合。但是,一些气象学家却抱着审慎的态度。他们认为,未来气候变化是否真正如此,还需要实际来检验。

  15以产生10个冰核,是干冰的14倍。

  天公可以作美

  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。

  天公不作美。雷声轰轰,叫人心惊胆颤;漫天的大雾,令飞机、火车望而却步,成了“睁眼盲人”;还存在那久晴无雨的日子,干旱把人畜急得到处乱窜……忽然,几声炮响,久旱后的天空下起了小雨;一阵飞机马达声响过,机场上的大雾消散……这是咋回事呢?原来这是在进行人工降雨、人工消雾活动。人工影响天气,驱灾避灾的办法很多,比较成熟的有人工降雨、人工消雾、人工消雹、人工避雷等方面。

  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,但没有达到实用的程度。

  (1)人工降雨:

  (4)人工防雷:

  人工降雨,就是指根据云和降水形成的机制,通过播撒一定数量的催化剂,从而达到激发和增加降水的目的。

  防雷这种提法是否准确,有待于探讨。但人工防雷已有几百上千年的历史了。

  人工降雨的原理很容易理解。我们知道,云是由大量的小水滴构成的;但这些小水滴并不一定凝结成冰晶,即使温度在0℃以下也可能只是枉然。但如果云中一旦存在冰晶,它就会吸收水滴蒸发的水分而迅速增长,进而形成雪降落下来。雪下降时可能融化,导致降雨。

  有人曾经指出,在我国古代建筑的各种楼阁上存在着避雷装置,这并非不可信。可是避雷并不等于消雷;严格地说,它还没有达到满足人们真正防雷的要求。

  但是云有暖冷之分,因而对冷云和暖云实施催化降雨的方法是有区别的。例如,在我国北方和冬季的云大多是冷云,它们是由经过冷却的云滴(0℃以下)和冰晶共同组成的。此时要使云中产生更多的冰晶,由无雨转向有雨,或使雨量增大,必须使云中冰晶增多。可以向云中撒干冰,使局部温度下降,或者引入碘化银,使水汽分子在此冰核上凝结形成冰晶。至于暖云,则要设法使云中水滴重力变大,破坏云的稳定状态。有三种方法,一是撒吸湿性物质如食盐,使水滴凝结增大,二是干脆从飞机上直接将水泼入云中,加速降雨的产生,三是利用樟脑等表面活性物质,抑制蒸发作用产生降水的,等等。

  1749年,美国科学家富兰克林用风筝作实验,揭示出了雷电的秘密。后来,他把一个尖铁棒架在高物上,铁棒下面还接有一根接地的铁丝,从而形成了世界上第一个“避雷针”。

  根据统计表明,人工催化适宜增雨的云,可以使降水量增大10%~30%。有人因此估算,在一个平均降水量为300毫米的1万平方公里的面积上,可以增加6亿立方米的水,这可是个不小的量。

  “避雷针”实际上是在引雷和招雷,因为它在雷雨放电时,会使周围的物体带电产生破坏作用。为此有人认为,1926年美国彼卡订尼军火库的火灾、1967年埃尔赛贡多储油库的火灾,就是避雷针“引火烧身”产生的破坏结果。

  人工降雨引入催化剂有几种方式,或用飞机在云顶或云中选好合适的位置,直接播撒干冰、盐粉或碘化银;或者用气球把碘化银与火药红磷混合物带入云中;或者干脆用高射炮和火箭把催化剂射入云中。此外,据说用地面燃烧的办法,也可以把碘化银烟粒送到云中,但条件是这种云必须很低。

  后来,人们发现了“避雷针”的症结所在,即单根避雷针不能容纳巨大电荷的通过,要想有效地避雷,必须设置更多的通道。为此20世纪中期,美国的“消雷公司”研究出了新型“消雷器”。此消雷器把避雷针的针尖数量增多,并进行了合理排列,下面再用导线接上触地装置。在雷雨发生时,地面电荷和雷雨云的电荷因异性相吸,开始相互流动。在此过程中,雷电中的电场强度会受到削弱,雷击事件因此减少。

  当然,人工降雨的问题也不少,关键是要判定是什么云和在云的什么部位引入催化剂的效率最高。

  我国在70年代开始消雷技术研究,并且在云南、贵州、湖南、浙江、福建、河北等地进行了一些试验,并取得了很大的成功。例如,昆明气象站在太华山已建有一座25米高的“避雷针”建筑物,由于此地雷雨经常发生,且能量很大,几乎每年都有雷击伤人的事件,1967年到1979年就发生了五起事故。1979年后,自从该地安装了一座6.5米高的消雷器后,就再也没有发生过雷击事故。我国在80年代末已研制出新型消雷器。

  (2)人工消雹:

  (5)人工防暴雨:

  人工消雹在两百多年前就有人开始尝试。消雹其实只起对雹“以大化小,以小化了”的作用。具体地说,就是向云中施放碘化银或碘化铅等催化剂,它们会使云中冰晶数目增多,冰晶形成雹胚时会消耗大量的过冷云滴,结果使所有的雹胚都无法长得太大。雹块下降时有的会融化,这就形成了水滴,或者缩小成小冰雹,于是消雹的目的就达到了。和人工降雨一样,也有使用吸湿性物质消雹的,如食盐,它们会吸收云中的水分,使雹胚不致于膨胀得太大,及时降落到地面。

  前面说过,人工能降雨、消雹,能否在多雨季节人工减少降雨呢!这的确是个有意义的话题。应该说,这并非不可能。其实,不要说人工减少降雨,连人工削弱台风、人工改变台风路线都可能实现呢!现在一些科学家们正在努力进行各种尝试,争取把这些美好的愿望变成现实。

  消雹可以利用飞机、高射炮、火箭等。在雷达的监测下,利用高射炮、火箭发射人工成冰剂,在我国与前苏联 (现在以俄罗斯为主)比较常见。俄罗斯有专用消雹火箭和专用雷达。此雷达能在300公里以内确定是否有冰雹,并能确定雹区面积、移动速度、降雹强度,甚至可以算出冰雹的平均直径来。我国也在 1980年研制成了 JFJ—Ⅰ型降雨防雹火箭。

  但是,人工消除暴雨还只是一个梦想,还没有哪个国家在这方面真正做过成功的试验。可另一方面,人工却可以减少暴雨的直接冲刷力,进行人工蓄水,变暴雨为资源,这却是的的确确能够做到的事。

  需要澄清的一点是,人工消雹也可以采用空中爆炸作业的方法。爆炸发生后,由于冲击波的作用,大冰雹会粉碎,过冷却云却会直接冻结下降,于是消雹的目的也就达到了。

  对付暴雨,主要在于就地蓄水。据推算,一万平方公里的暴雨约有 10亿立方米的雨水汇集到河流中,以洪水日行100公里进行估计,必须存在容纳每秒超过一万立方米的流量才不致洪水泛滥。但实际情况是,我们根本达不到这样的条件。如 1977年7月 5日~6日,黄河中游经历的一次大暴雨,在延水甘谷驿以上5981平方公里的流域上,最大洪峰达每秒905万立方米,一天洪水量达1.38亿立方米,而且每立方米含泥量达800公斤。如此大的洪水冲刷,造成飞机场被毁,纪念馆文物被冲走,人员失踪,就不足为怪了。

  (3)人工消雾:

  我们进行人工蓄水是有科学根据的。一般地,每一米厚的土层可以蓄积100毫米的水量;我国黄土高原的蓄水量更大。鱼鳞坑、水平沟、水平梯田是蓄水的小型工程,采用植被结合,效果会更好。10平方米的汇流面积内有一个或多个容量近一立方米的鱼鳞坑,能够拦住100毫米的大暴雨。鱼鳞坑挖掘简单,规模很小,它也有利于各种植物的成活。

  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。

  挡住暴雨是一回事,还要建立各种山间水库和塘坎,以便于贮水。有人统计,每10平方公里汇流区修一个山间水库,使总库容量达100万立方米,便可以蓄住100毫米的雨水。如果有条件,还可以建立更大的流域性水库,贮积更多的雨水。这些雨水干旱时可以抽取利用,平时也可以开库放水,甚至发电,一举两得,何乐而不为呢。

  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。

  新技术带来的希冀

  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。

  练拳击的人都知道,要想打倒对方,就要避其锋芒,善于抓住对方的空虚,找出其致命的弱点,反戈一击。对气象灾害也是这样。有些灾害,如酸雨,要是能找到一种克星就好办了,现代生物技术就是对付酸雨的一剂良药。再如对于台风、海雾等灾害,人们斗不过它们,却可以躲过它们,于是有了导航技术。还有一些灾害,比如农业方面的,可以用现代气象技术进行各种估算,做到心中有数,争取把减灾工作落实得更有效。

  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。

  生物技术

  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。

  酸雨的危害一直引起世界各国的普遍关注,目前世界上已形成三大酸雨区,它们是:以德、法、英等国家为中心,涉及大半个欧洲的北欧酸雨区;以美国、加拿大为中心的北美酸雨区;这20年来发展的覆盖我国四川、贵州、广东、广西、湖南、湖北、江苏、浙江、青岛等省巾的酸雨区。

  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

  导致酸雨的最主要物质是二氧化硫。一些国家已经认识到酸雨危害的严重性。曾有欧洲26个国家和加拿大等,在联合国欧洲经济委员会提出的新协议上签字,保证把本国的二氧化硫排放量减少80%。美国也承诺在2010年将二氧化硫排放量减少同一百分点。从这些可以看出来,减少二氧化硫的排放量是控制酸雨的最好办法。为此,全世界四十多个国家通过了有关法律,开始限制汽车排污。欧洲共同体甚至要求成员国在 1996年前,全部使用无铅低硫石油。但是经济需要发展,自然资源的利用不应该减少,关键是要另找出路——有没有一种两全其美的办法,既可以利用资源,又可以保护环境不受破坏呢?当然有,生物技术就是由此脱颖而出的一种新方法,它给我们的困境带来了新思路。

  15生10个冰核,是干冰的14倍。

  1993年,在印度召开了“无害环境生物技术应用国际合作”会议。专家们认为,用生物技术治理环境有巨大的潜力。煤是一种重要能源,它燃烧时会放出二氧化硫等有害气体。在煤中,硫分有机硫和无机硫两种;无机硫大部分以硫物质形式存在,其中主要有黄铁矿 (FeS)。生物学家们认为,利

  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用微生物脱硫,可以使单体硫变成硫酸。在这个领域有些国家已经取得了很大进展:

  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。

  日本中央电力研究所人员从土壤中分离出一种硫杆菌,该菌能有效地去除煤中的无机硫;

  (4)人工防雷:

  美国煤气研究所筛选出一种新的微生物菌株,它能从煤中分离有机硫,但不降低煤的质量;

  防雷这种提法是否准确,有待于探讨。但人工防雷已有几百上千年的历史了。

  捷克还筛选出一种酸热硫化杆菌,可以除去黄铁矿中75%的的硫。1991年进行统计时,利用生物技术可以脱去煤中无机硫的78.5%,有机硫的23.4%。

  有人曾经指出,在我国古代建筑的各种楼阁上存在着避雷装置,这并非不可信。可是避雷并不等于消雷;严格地说,它还没有达到满足人们真正防雷的要求。

  利用生物技术脱硫原理简单,投资较少,特别适宜于一些发展中国家使用。我国煤储量和年产量均处世界前列,煤在能源的结构中占有首要位置。生物技术脱硫,在我国前景美好,需要大力研究和开发。

  1749年,美国科学家富兰克林用风筝作实验,揭示出了雷电的秘密。后来,他把一个尖铁棒架在高物上,铁棒下面还接有一根接地的铁丝,从而形成了世界上第一个“避雷针”。

  气象导航

  “避雷针”实际上是在引雷和招雷,因为它在雷雨放电时,会使周围的物质带电产生破坏作用。为此有人认为,1926年美国彼卡订尼军火库的火灾、1967年埃尔寒贡多储油库的火灾,就是避雷针“引火烧身”产生的破坏结果。

  利用气象导航,并不只是像一些人想象的那样,仅仅只替飞机、船舶的位置进行定位。气象导航说到底,可以提供两种航线。一是最经济航线,即整个航行中,从一个港口到另一个港口,哪个航线时间最短,所花费的燃料最少,效益最高;一个是最舒适航线,即航行中哪儿风平浪静,晴空万里,最能避免台风、海浪、飓风的袭击。不用说,第一条航线为货运提供了方便,第二条航线为旅客提供了安全。

  后来,人们发现了“避雷针”的症结所在,即单根避雷针不能容纳巨大电荷的通过,要想有效地避雷,必须设置更多的通道。为此20世纪中期,美国的“消雷公司”研制出了新型“消雷器”。此消雷器把避雷针的针尖数量增多,并进行了合理排列,下面再用导线接上触地装置。在雷雨发生时,地面电荷和雷雨云的电荷因异性相吸,开始相互流动。在此过程中,雷电中的电场强度会受到削弱,雷击事件因此减少。

  可别认为导航只是闹着玩儿。这里摘录两个例子,通过比较你就知道了差别:1980年底,我国某远洋公司两艘船舶分别从加拿大回国,其中有一艘船采用了气象导航机构推荐的高纬度航线。途经白令海峡,该船速度快,只用了半个月左右就到达了目的地;而另一艘船却采用了中纬度习惯航行,一路顶着狂风巨浪,损失了几十万美元的货物不说,还多用了两个星期才回到港口。

  我国在70年代开始消雷技术研究,并且在云南、贵州、湖南、浙江、福建、河北等地进行了一些试验,并取得了很大的成功。例如,昆明气象站在太华山已建有一座25米高的“避雷针”建筑物,由于此地雷雨经常发生,且能量很大,几乎每年都有雷击伤人的事件,1967年到1979年就发生了五起事故。1979年后,自从该地安装了一座6.5米高的消雷器后,就再也没有发生过雷击事故。我国在80年代末已研制出新型消雷器。

  气象导航要利用全球的天气监测网资料,结合船舶的具体航行要求,提出各种建议,它具很大的实用价值。其实,气象导航本身是在为远洋航行提供综合的气象信息眼务。这显示了很大的发展潜力。我国在1987年成立了气象导航中心,并在沿海气象台设立了分中心,组织成立了遍布全国沿海各大港口的海洋气象导航服务网,取得了可喜成果。

  (5)人工防暴雨:

  卫星遥感技术

  前面说过,人工能降雨、消雹,能否在多雨季节人工减少降雨呢!这的确是个有意义的话题。应该说,这并非不可能。其实,不要说人工减少降雨,连人工削弱台风、人工改变台风路线都可能实现!现在,一些科学家们正在努力进行各种尝试,争取把这些美好的愿望变成现实。

  气象卫星的估算应用比较广泛。前面说过,气象卫星还能够对农作物长势、病虫害及冻害进行监测,但这只是一方面。气象卫星能够对灾害面积进行估计,对农作物收成作出估算,甚至对各种资源,如渔业资源,能进行遥感探测,显示出其独特的本领。

  但是,人工消除暴雨还只是一个梦想,还没有哪个国家在这方面真正做过成功的试验。可另一方面,人工却可以减少暴雨的直接冲刷力,进行人工蓄水,变暴雨为资源,这却是的的确确能够做到的事。

  举例说,早在1991年,在江淮地区发生特大洪水时,江苏省气象局农业气象中心利用接收到的气象卫星资料,估计出江苏省受淹农田面积为 53.3万公顷。江苏省民政厅正是参考了这个遥感结果来分发救灾款物的。

  对付暴雨,主要在于就地蓄水。据推算,一万平方公里的暴雨约有10亿立方米的雨水汇集到河流中,以洪水日行100公里进行估计,必须存在容纳每秒超过一万立方米的充量才不致洪水泛滥。但实际情况是,我们根本达不到这样的条件。如1977年7月5日~6日,黄河中游经历的一次大暴雨,在延水甘谷驿以上5981平方公里的流域上,最大洪峰达每秒905万立方米,一天洪水量达1.38亿立方米,而且每立方米含泥量达800公斤。如此大的洪水冲刷,造成飞机场被毁,纪念馆文物被冲走,人员失踪,就不足为怪了。

  利用卫星进行估产不是最近的事,早在二十多年前,美国为了研究国际市场的小麦价格,在麦收前两个月,利用卫星对前苏联小麦进行了测算,认为苏联产量约为9140万吨,结果后来进行核对,误差不到1%,真是神了。

  我们进行人工蓄水是有科学根据的。一般地,每一米厚的土层可以蓄积100毫米的水量;我国黄土高原的蓄水量更大。鱼鳞坑、水平沟、水平梯田是蓄水的小型工程,采用植被结合,效果会更好。10平方米的汇流面积内有一个或多个容量近一立方米的鱼鳞坑,能够拦住100毫米的大暴雨。鱼鳞坑挖掘简单,规模很小,它也有利于各种植物的成活。

  气象卫星是怎么利用遥感信息资料进行估产的呢?原来,植物的绿叶是进行光合作用的基本器官。一般地说,植物叶面积越大,光合作用就越强,经济产量就可能越高。这是一种植物生理机制,这种生理机制反映的信息也就通过其反射光谱的不同波段反映出来。当作物叶子遭受干旱、病虫害时,叶片的含水量会减少,叶绿素减少,光合作用也相应减弱,此时叶绿素吸收蓝光、红光能力降低。同时,作物在不同的生长和发育阶段,由于叶片的叶绿素含量和内部结构不同,它们的光谱反映曲线也会不同。根据这种原理,气象卫星就可以捕捉到作物的生长情况,进而推算未来的收成。

  挡住暴雨是一回事,还要建立各种山间水库和塘坎,以便于贮水。有人统计,每10平方公里汇流区修一个山间水库,使总库容量达100万立方米,便可以蓄积 100毫米的雨水。如果有条件,还可以建立更大的流域性水库,贮积更多的雨水。这些雨水干旱时可以抽取利用,平时也可以开库放水,甚至发电,一举两得,何乐而不为呢。

  美国的第三代业务极轨气象卫星,在作物估产方面成绩不小。该卫星在运行过程中,每天有四次扫过同一具体地点,在无云的地区,它们可以很快地反映植物叶绿素对光的吸收率和反射率,通过反射率值可以算出绿度值,通过绿度值就可以监测作物生长状况,进而估计作物产量。

  生物技术

  我国1985年就在气象系统开展了遥感综合测产项目,1990年正式投入业务运行。实践证明,该技术对农作物的估产具有迅速、宏观、准确的特点,可以弥补传统农业估产时间长、效率低的不足。

  酸雨的危害一直引起世界各国的普遍关注,目前,世界上已形成三大酸雨区,它们是:以德、法、英等国家为中心,涉及大半个欧洲的北欧酸雨区;以美国、加拿大为中心的北美酸雨区;这20年来发展的覆盖我国四川、贵州、广东、广西、湖南、湖北、江苏、浙江、青岛等省市的酸雨区。

  利用气象卫星遥感渔业资源的原理与小麦估产有所不同。应用气象卫星可以用红外遥感仪器测出海水表面温度,在绘出海水表层温度分布等值线图后,就可以根据鱼类生活规律与海水温度的关系来确定渔场位置,并绘成渔海况速报图。美国、日本已有渔海况速报系统,它包括卫星海况图和渔海况图,它们可以作为渔民海洋捕捞业的重要参考。

  导致酸雨的最主要物质是二氧化硫。一些国家已经认识到酸雨危害的严重性。曾有欧洲26个国家和加拿大等,在联合国欧洲经济委员会提出的新协议上签字,保证把本国的二氧化硫排放量减少80%。美国也承诺在2010年将二氧化硫排放量减少同一百分点。从这些可以看出来,减少二氧化硫的排放量是控制酸雨的最好办法。为此,全世界四十多个国家通过了有关法律,开始限制汽车排污。欧洲共同体甚至要求成员国在1996年前,全部使用无铅低硫石油。但是经济需要发展,自然资源的利用不应该减少,关键是要另找出路——有没有一种两全其美的办法,既可以利用资源,又可以保护环境不受破坏呢?当然有,生物技术就是由此脱颖而出的一种方法,它给我们的困境带来了新思路。

  跨世纪的造福子孙工程

  1993年,在印度召开了“无害环境生物技术应用国际合作”会议。专家们认为,用生物技术治理环境有巨大的潜力。煤是一种重要能源,它燃烧时会放出二氧化硫等有害气体。在煤中,硫分有机硫和无机硫两种;无机硫大部分以硫形式存在,其中主要有黄铁矿 (FeS)。生物学家们认为,利用微

  前面叙述了我们面对灾害的种种措施和办法,不管是天气预报也好,监测也好,人工影响局部天气也好,其实都只是一种治标不治本的办法。按医学的一句话,就叫“头痛医头,脚痛医脚”。恩格斯曾有一句话说,人类对大自然的每一次索取,都会受到大自然的报复和惩罚。这一点也不为过。由于人类滥伐森林,过分采取地下水,人口膨胀,大量排放二氧化碳和二氧化硫,使世界气候日益恶化。有科学家就认为,目前的一些异常气候现象,就与人类对气候环境的破坏,特别是与温室效应有关。

  2生物脱硫,可以使单体硫变成硫酸。在这个领域有些国家已经取得了很大进展:

  那么,有人也许会问,有没有办法恢复原来的气候,或者更恰当地说,能否采取人工措施去改造气候向良性方向发展呢?当然可以。其实,如前面几节所述的,一些国家开始限制二氧化碳、二氧化硫的排放,就是减少酸雨和温室效应产生的办法,从长远的角度来看,它们是会对未来气候产生影响的。

  日本中央电力研究所人员从土壤中分离出一种硫杆菌,该菌能有效地去除煤中的无机硫;

  可是,还有别的影响气候的有效措施吗?有。植树造林,绿化家园,大量种草,兴修各种水利工程就是一种可取的方法。我国在这方面做得很有特色,如兴建三北防护林,设立了一个植树日(3月12日)。经过几十年努力,我国的森林覆盖率上升了几个百分点,这是了不起的成就。实际上,植树造林、绿化祖国,本身是造福子孙的世纪工程。过去有一句话说,“前人栽树,后人乘凉”,不就是说增加了大气湿度,降低了大气温度、使气候好转了吗?

  美国煤气研究所筛选出一种新的微生物菌株,它能从煤中分离有机硫,但不降低煤的质量;

  但是改造气候本身是一个系统工程,它需要我们的不懈努力。在大力种草、植树、搞绿化的同时,还应合理砍伐树木,修好各种水利设施,以利于防洪泄涝,减少植被的破坏。而且,如减少大气污染,限制废气排放量,合理用水,利用清洁能源,如风能、电能、核能等,也不是能容易做到的事。此外,由于大气没有国界,海水也无国界,真正要使气候向良性方向发展,还需要全世界各国的携手努力,单就某个国家是不行的。

  捷克还筛选出一种酸热硫化杆菌,可以除去黄铁矿中75%的硫。1991年进行统计时,利用生物技术可以脱去煤中无机硫的78.5%,有机硫的23.4%。

  利用生物技术脱硫原理简单,投资较小,特别适宜于一些发展中国家使用。我国煤储量和年产量均处世界前列,煤在能源的结构中占有首要位置。生物技术脱硫,在我国前景美好,需要大力研究和开发。

  气象导航

  利用气象导航,并不只是像一些人想象的那样,仅仅只替飞机、船舶的位置进行定位。气象导航说到底,可以提供两种航线。一是经济航线,即整个航行中,从一个港口到另一个港口,哪个航线时间最短,所花费的燃料最少,效益最高;一个是最舒适航线,即航行中哪儿风平浪静,晴空万里,最能避免台风、海浪、飓风的袭击。不用说,第一条航线为货运提供了方便,第二条航线为旅客提供了安全。

  可别认为导航只是闹着玩。这里摘录两个例于,通过比较你就知道了差别:1980年底,我国某远洋公司两艘船舶分别从加拿大回国,其中有一艘船采了气象导航机构推荐的高纬度航线。途经白令海峡,该船速度快,只用了半个月左右就到达了目的地;而另一艘船却采用了中纬度习惯航行,一路顶着狂风巨浪,损失了几十万美元的货物不说,还多用了两个星期才回到港口。

  气象导航要利用全球的天气监测网资料,结合船舶的具体航行要求,提出各种提议,它具有很大的实用价值。其实,气象导航本身是在为远洋航行提供综合的气象信息服务。这显示了很大的发展潜力。我国在1987年成立了气象导航中心,并在沿海气象台设立了分中心,组织成立了遍布全国沿海各大港口的海洋气象导航服务网,取得了可喜成果。

  卫星遥感技术

  气象卫星的估算应用比较广泛。前面说过,气象卫星还能够对农作物长势、病虫害及冻害进行监测,但这只是一方面。气象卫星能够对灾害面积进行估计,对农作物收成作出估算,甚至对各种资源,如渔业资源,能进行遥感探测,显示出其独特的本领。

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