3月8日，由中航工業(yè)航宇救生裝備有限公司研制的新型柔翼無人機(jī)人工消霧試驗(yàn)在湖北沙市機(jī)場成功完成。

新聞背景

今年“兩會”期間，全國人大代表、中航工業(yè)航宇公司董事長馬永勝透露說，由中航工業(yè)研制的新型柔翼無人機(jī)即將在機(jī)場、港口進(jìn)行首輪消霧試驗(yàn)。該柔翼無人機(jī)最高可搭載700公斤消霧催化劑，在5公里范圍內(nèi)進(jìn)行消霧作業(yè)。一些媒體將其評價(jià)為：“人工消霧霾手段，可有效遏制和消除霧霾天氣帶來的危害。”

很多讀者對此充滿期待。然而從科學(xué)理性的角度看，對人工消霧特別是消霾，目前還不能期待過高。

有過成功但范圍不大

“人工消霧的研究是從二戰(zhàn)時(shí)期開始的。那時(shí)，英國空軍為了保證軍用飛機(jī)能順利起落，用廢棄的飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)在跑道上排成一排運(yùn)轉(zhuǎn)，噴氣上下攪動(dòng)，幾分鐘就可以使暖霧蒸發(fā)消散，但過一段時(shí)間霧又合攏過來，所以成本較高。”中國科學(xué)院大氣物理研究所研究員雷恒池這樣說。

據(jù)介紹，當(dāng)時(shí)這套系統(tǒng)安裝在15個(gè)機(jī)場，保證了2500架飛機(jī)1萬人安全起落。二戰(zhàn)后，美國曾將這套系統(tǒng)用在商業(yè)運(yùn)輸機(jī)上，上世紀(jì)60年代法國在巴黎的機(jī)場也用過，前蘇聯(lián)在15個(gè)機(jī)場安裝過。

我國自1958年以來，一直重視霧的物理學(xué)研究和人工消霧試驗(yàn)。據(jù)有關(guān)專家介紹，我國科研人員曾經(jīng)先后在江西廬山、福建、重慶、成都、上海和北京等地進(jìn)行過霧的宏微觀結(jié)構(gòu)觀測和人工消霧試驗(yàn)。

中國氣象科學(xué)研究院研究員姚展予撰文回顧我國人工影響天氣研究時(shí)指出，該研究院利用噴撒氯化鈣粉末、鹽粉和耐火土等方法，先后在江西廬山、重慶、成都、北京等地進(jìn)行過消暖霧試驗(yàn)，能改變局地能見度數(shù)分鐘。

1967年冬季，在重慶曾進(jìn)行過24次試驗(yàn)，試驗(yàn)區(qū)面積為3000平方米，噴撒氯化鈣粉末后30秒，能見度一般開始轉(zhuǎn)好，最好一次能見度從20米變到1000米，消霧面積為1萬平方米，停止播撒后，消霧區(qū)維持5-8分鐘，然后逐漸恢復(fù)原來狀態(tài)。1971年在成都雙流機(jī)場進(jìn)行過飛機(jī)播撒氯化鈣消霧試驗(yàn)，1984年在北京南苑機(jī)場用直升機(jī)進(jìn)行過播撒耐火土鹽粉的消霧試驗(yàn)，均能在一定程度上改善機(jī)場能見度，但維持時(shí)間不長。

消除冷霧常用制冷劑

霧災(zāi)使得水平能見度降低，嚴(yán)重影響航空海陸交通運(yùn)輸，給人們的生產(chǎn)和生活造成不便和經(jīng)濟(jì)損失。霧有冷霧和暖霧之分，冷霧是指霧中溫度在0℃以下的霧，霧中溫度在0℃以上則稱為暖霧。我國冬春季出現(xiàn)霧的頻次頗高，北方地區(qū)多為冷霧，純粹的冰晶霧出現(xiàn)很少；南方多為暖霧，冷霧出現(xiàn)相對較少。

中國氣象局人工影響天氣中心負(fù)責(zé)人郭學(xué)良說，消除冷霧是用如液氮或液態(tài)二氧化碳等制冷劑，使霧滴變成冰晶掉落地面。我國進(jìn)行多年的消霧科研試驗(yàn)表明有一定效果，且消除冷霧的效果比消除暖霧更為明顯。

國內(nèi)外目前最流行的消冷霧的方法是利用液氮作為制冷劑，采用移動(dòng)車載裝置噴灑，或者系留氣球攜帶液氮承載器進(jìn)行空中播撒。國外已經(jīng)有一些重要高速公路兩旁裝有自動(dòng)控制的液氮發(fā)射系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測高速公路的能見度，達(dá)到臨界值時(shí)自行噴灑液氮消霧。鑒于這種固定裝置的一次性投資太大，國內(nèi)尚未安裝。

在消除冷霧方面，中國氣象科學(xué)研究院與北京市人工影響天氣辦公室合作用液氮在北京首都機(jī)場進(jìn)行過多次消霧試驗(yàn)。例如，1996年12月15日，北京首都機(jī)場出現(xiàn)過冷霧，能見度200米，用兩輛液氮罐車在機(jī)場噴灑液氮，作業(yè)后霧中出現(xiàn)冰晶，并有雪花落地，地面出現(xiàn)薄層積雪和米雪，能見度逐漸轉(zhuǎn)好，消霧效果明顯。

“2002年，我曾在臨潼機(jī)場做過人工消除冷霧試驗(yàn)，用的是液態(tài)二氧化碳，成本很低，一個(gè)鋼瓶也就幾十元錢，效果不錯(cuò)，能見度從50米擴(kuò)大到300米。”雷恒池表示。

消除暖霧難度會更大

消冷霧技術(shù)方法相對較成熟，消暖霧要比消冷霧困難。經(jīng)科學(xué)家反復(fù)試驗(yàn)研究，消暖霧主要有三種方法：

吸濕法在霧中播撒氯化鈣溶液或尿素、鹽粉等物質(zhì)，以消除霧中的水汽；

加熱法在霧區(qū)安裝能噴射高溫氣體的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，加熱空氣，以蒸發(fā)霧滴；

擾動(dòng)混合法用螺旋槳攪拌，使上下干濕空氣混合消除霧氣。

此前，四川省人工影響天氣辦公室高級工程師劉東升曾指出，在空中播吸濕劑很難到達(dá)近地面驅(qū)霧；而加熱法范圍有限、成本高、推廣困難。如果希望一條高速路不受大霧困擾，就需在沿線設(shè)置噴射高溫氣體的設(shè)備，這樣一來消霧成本非常巨大，而且設(shè)備周圍的霧氣消散了，但其他地方的霧仍會彌漫過來。

中國氣象科學(xué)研究院郭恩銘等曾研制熱力動(dòng)力消暖霧技術(shù)。熱力動(dòng)力消霧系統(tǒng)主要由噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)和調(diào)節(jié)仰角和方位角的油壓裝置構(gòu)成，它們固定在一個(gè)載重汽車上，噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)在其尾部形成高溫射流，可形成一定范圍的高溫區(qū)，其中的霧滴能被蒸發(fā)。1987年12月8日至15日，用熱力動(dòng)力消霧系統(tǒng)在成都雙流機(jī)場進(jìn)行了7次消暖霧試驗(yàn)，取得明顯的消霧效果，具有一定的應(yīng)用前景。

而在民間，消霧常用的辦法是在農(nóng)田撒施草木灰，以此吸收局部的地面水分，減少水分蒸發(fā)，達(dá)到降溫目的，減少大霧。

消霧還不是氣象部門常規(guī)業(yè)務(wù)

“通過人工增雨或者消雨對霧和霾天氣進(jìn)行干預(yù)的影響是非常有限的”，中國氣象局應(yīng)急減災(zāi)與公共服務(wù)司副司長王志華表示，只能在局地開展一些局部的實(shí)驗(yàn)，目前氣象部門正在開展這樣的實(shí)驗(yàn)和探索。

中國氣象局人工影響天氣中心負(fù)責(zé)人郭學(xué)良表示，人工影響天氣消減霧、霾的主要方式是人工增雨和人工消霧。目前，人工增雨在我國各地氣象部門已成為一項(xiàng)業(yè)務(wù)工作，且應(yīng)用范圍較廣。其對清除霧、霾有較好的效果，但前提是必須有降水形成的條件。所謂人工增雨，是指通過飛機(jī)或火箭向云中播撒干冰、碘化銀等催化劑，促使云層降水或者增加降水量。郭學(xué)良所說的“有降水形成的條件”，就是要有合適的云層，否則就是“巧婦難為無米之炊”。

人工消霧是影響天氣的一個(gè)努力方向。針對中航工業(yè)研制的新型柔翼無人機(jī)消霧試驗(yàn)，南京信息工程大學(xué)大氣物理學(xué)院教授韓永翔近日指出，中航工業(yè)的新型無人機(jī)只是增加了一個(gè)人工消霧的工具而已。目前，催化劑消霧技術(shù)在機(jī)場經(jīng)常使用。

王志華強(qiáng)調(diào)，要真正減少霧、霾天氣還是得從兩個(gè)方面采取措施，一個(gè)方面從根本上減少污染物的排放，另外一個(gè)要建立重污染天氣的應(yīng)急預(yù)案，根據(jù)天氣預(yù)報(bào)提前采取措施，減少或者避免重污染天氣的發(fā)生。人工干預(yù)只是從科學(xué)角度做一些探索，要形成實(shí)際的能力，目前的科學(xué)水平是很難實(shí)現(xiàn)的。

郭學(xué)良表示，正是因?yàn)榭陀^條件的限制，消霧還未成為氣象部門的常規(guī)業(yè)務(wù)工作。

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環(huán)保網(wǎng)”