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冬天不下雪怎么办?

2024-01-11周军

课外生活·趣知识 2023年12期
关键词:银离子冰晶降雪

周军

每年冬天,几乎每一个小朋友都盼着下雪。下雪后,可以打雪仗、堆雪人。下雪还对庄稼有好处。可是,有时老天就是不下雪,怎么办呢?

瑞雪兆丰年,洁白的雪不仅是大地的装饰品,对于自然生态环境来说,一场大雪更是必不可少的越冬“物资”。在我国广大的农村地区,流传着这样一句俗语:“冬天麦盖三层被,来年枕着馒头睡。”这里的“三层被”指的就是积雪。

冬季降雪对于越冬农作物有着重要的意义。长期不下雪会造成土壤干旱,给冬小麦等作物的生长带来不利影响。

若是缺少了冬季降雪,冬小麦的抗寒能力会大大下降。积雪疏松多孔,一层厚厚的降雪像一条柔软的棉被,将土壤、作物与外界的冷空气隔绝开来。积雪既能防止土壤中的热量散失,又能阻挡寒冷的空气侵入。如果缺少了这层“棉被”的保护,加之土壤較为干旱,其中的冻土层深度便会增加,致使越冬小麦发生冻害,出现麦苗发红等状况。

冬雪除对越冬作物本身有影响外,也影响着土壤中越冬害虫的成活率。一场覆盖整个麦田的大雪融化后,雪水渗入土壤,在低温的作用下,地表层的土壤将形成冰土层。如此一来,隐藏在浅层土壤中的部分越冬害虫将被冻在冰土层中。冰土层内的低温、缺氧环境,会让害虫死亡。而如果一个冬天都没有降雪,缺少了低温这一“天敌”,待到春天气温回升后,农作物虫害势必增多,到时便需要加强对小麦等越冬农作物的病虫害防治工作。

除了对农业生产造成影响,长期缺少降雪也会使得冬季空气寒冷干燥,飘浮在空气中的灰尘、细菌等难以得到有效抑制,会对人们的身体健康产生不利影响;尤其会加速呼吸道病毒的传播,容易诱发呼吸道类疾病。

然而,冬雪虽好,却不是说有就有。从宏观的天气条件来看,雨雪的形成需要冷暖气流交汇,且云层中要有足够的水汽;从微观层面来看,还需要云层中有充足的冰核帮助雪晶聚少成多,变成雪花降落地面。因此,对于人工降雪作业来说,最重要的是天气系统和云系条件。只有二者符合所需基本条件,才可开展人工降雪作业,否则也只能是“巧妇难为无米之炊”。

温度在零摄氏度以上的云层被称为暖层,温度在零摄氏度以下的云层被称为冷层。冬季,北方地区的云层主要以冷层为主。如果云层中的水汽充沛、自然冰晶数量充足,就容易触发自然降雪;但如果云层中缺乏自然冰晶,这时便需要借助人工手段向云层中播撒人工冰核,促使云层中的冰晶数量迅速增加。

目前,人们主要选用碘化银充当人工冰核。它的使用方法也十分简单,利用飞机、火箭弹、地面燃烧炉等方式将含有碘化银的物质直接播撒至云层中的合适部位,随后便可以等待降雪。

人工降雪的流程,首先是通过天气预报和云预报确定适合人工降雪的云系。随后设计好相应的作业方案,准备好飞机、火箭弹、地面燃烧炉等作业工具。当天气系统基本符合条件时,利用卫星、雷达等对云系进行跟踪监测,一旦符合人工降雪条件,便立即申报作业空域,紧接着便是飞机升空、火箭发射,一系列降雪作业都随之迅速展开。在作业结束后,人们还需要综合雷达回波、地面降雪量等评估作业效果。

人工降雪作业中需要用到碘化银,这是因为碘化银的分子结构与冰晶的分子结构非常相似。碘化银在云层中可以充当人工冰核,增加冷层中的冰晶浓度,促成冷层的降雪。

早在上世纪60年代,国际上便开始研究碘化银对环境的影响。研究结果表明,人工影响天气作业后产生的银离子浓度低,对环境的影响可以忽略不计。

我国也开展了碘化银对环境影响的研究。例如,从2003年开始,北京市每年夏季都会在密云水库和官厅水库区域进行蓄水型人工降雨作业,并对水库水体进行银离子检测。其检测结果显示,人工降雨作业后,水库中的银离子平均浓度为0.64微克/升,远低于我国及世界卫生组织规定的生活饮用水中银离子浓度不超过50微克/升的标准。这同样表明,使用碘化银降雪对生态环境及人体的影响几乎不存在。

此外,还有不少人怀疑,人工降雪过程是否是“拆东墙补西墙”,挪用了其他地区的降水量?实际上,人工降雪一般都是大范围的系统性降雪天气过程,在大范围降雪过程中,水汽是源源不断地从云外向云内补充的。同时,上升气流也在不断变化,云本身也在不断形成和发展。

人工降雪与河流上游截留下游用水的情况不同,它一般不会对其他地区的云层降雪(水)量产生影响。

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