人工降雪首先必须天空里有云,没有云就像巧妇难做无米之炊一样,下不了雪。能下雪的云,棸0℃以下的“
冷云”。在
冷云里,既有水汽
凝结的小水滴,也有水汽
凝华的小
雪晶。但它们都很小很轻,倘若不存在继续生长的条件,它们只能像烟雾尘埃一样悬浮在空中,很难落下来。我们在冬天里经常能看到大块大块的云彩,就是不见
雪花飘下来,因为组成这些云彩的
雪晶太小,克服不了空气的浮力,
降水能力很差。如果在云层里喷撒一些微粒
物质,促进
雪晶很快地增长到能够克服空气的浮力降落下来,这就是人工降雪。
在地面上纵火燃烧,把大量烟尘放到天空里;用大炮袭击云层;利用
风筝高飞云中,然后在风筝上通电,闪放电花;乘坐飞机钻进云层喷洒
液态水滴和尘埃微粒。但是,这些方法的效果都很不理想。 直到1946年,人们才发现把很小的
干冰微粒投入
冷云里,能形成数以百万计的
雪晶。当年1月3日,有人在飞机上把
干冰碎粒撒到温度为-20℃的
高积云顶部,结果发现雪从这块云层中降落下来。
这里所说的
干冰不是由水冻结的冰,而是
二氧化碳的固体状态,很像冬天压结实的雪块。
干冰的温度很低,在-78.5℃以下。把
干冰晶体像天女散花似地喷撒在
冷云里,每一颗
二氧化碳晶体都成为一个剧冷中心,促使冷云里的水汽、小水滴和小
雪晶很快地集结在它的周围,
凝华成较大的
雪花降落下来。
常用
碘化银来人工降雪。
碘化银是一种黄颜色的化学结晶体,平时作为
照相材料里的感光剂使用。
碘化银的晶体与
雪晶的六角形单体尺寸非常相似,它们单体里的原子排列也十分近似,两者的晶格间距也很接近(碘化银是4.58
埃,雪晶是4.52埃)。因此,把
碘化银微粒撒在降水能力较差的云层里,使它“冒名”顶替
雪晶,便能让云中的水汽和小水滴在“冒名”的晶体上
凝华结晶,变成
雪花。
现代人大多使用大炮,把化学药品装在炮弹里,然后用大炮发射到云层里去的。不过这种方法喷撒不均匀,药品浪费较大,增加了人工降雪的成本。还有人把它们装在
土火箭里,让火箭飞到云里去喷撒。
一般来说,人工降雪比
人工降雨的成功率更大。
人工降雨可以增加大约20%的雨量,而在高山高寒地区,人工降雪却能增加30~40%的降水量。这是因为高山高寒地区,温度低,水汽容易达到饱和状态,同时,
雪晶比雨滴更容易形成。只要人工给大气增加一些结晶核,比较容易促进降雪。