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想聽見下雨的聲音!為什麼台灣不直接人工增雨?

Mia_96
・2021/04/20 ・2495字 ・閱讀時間約 5 分鐘

從今年 (2021) 三月初開始,台灣的降雨量越來越少,也造成台灣水情吃緊,根據中央氣象局的紀錄,日月潭三月的降雨量僅 19.5 毫米[1]。各縣市開始祭出各種限水政策,台中地區開始實施供五停二,包括民生、餐廳、工廠都接連受到影響。既然全台缺水,為什麼我們不直接使用人工增雨法讓全台下一場大雨,一解現在所面臨的旱象呢?

來一場大雨吧—人工增雨法

人工增雨法其實就是大家平日所聽到的「人造雨」,但並不是在任何時間與地點都可以立刻來場又急又大的超強豪雨,人造雨的原理其實是加快水氣凝結至降水的時間,加速降雨的過程!

這種加快降水的過程又可以被稱作「種雲」,在水氣較為充足的天氣中適當的進行種雲,利用人為作用在空氣中釋放懸浮微粒,增加水氣的體積或是提供水氣可以凝結的表面(沒有下雨的天氣並不一定代表空氣中完全沒有水氣,也有可能是空氣中的水氣沒有可以依附的表面,而無法凝結形成雲滴),增加降雨機率。

從空氣中的水氣凝結成落下的水滴也需要一定的時間。圖/Pexels

不同類型的雲使用的人工增雨法也大有不同,依照每種雲層的降雨原理差異,我們可以簡單將雲層分為兩類:暖雲以及冷雲。

暖雲溫度高於攝氏 0 度,水氣上升造成溫度降低、凝結而形成的雲。

暖雲當中的水滴因體積較小,其浮力遠大於自身的重力,所以水滴無法輕易落下,此時的人工增雨方式,便是讓暖雲中的小水滴相互碰撞,增加雲內水滴的大小,當水滴重力大於浮力時,水滴便會向下墜落。

增加雲中水滴體積,使水滴碰撞頻率增加,更容易產生降雨。圖/Pixabay

讓暖雲中的水滴體積增大有三種方式:第一種方法是在雲中加入更多水滴,讓水滴與水滴產生更多碰撞。第二種方法為利用吸水例子–氯化鈉,當氯化鈉進入雲中,可以迅速吸收雲中的水氣並且成長,當雲中的水滴開始相互碰撞後,即能產生降雨。第三種方法是利用硝酸鹽,硝酸鹽為一種可溶性粒子,跟氯化鈉一樣可以吸收水氣,也可以促使雲中水滴碰撞。

冷雲,低於攝氏 0 度,且組成成分主要是由過冷水滴和冰晶形成的雲。

當過冷水滴吸附在冰晶上時,冰晶的重力越來越大,直到冰晶克服浮力落下即形成降雨。此時的人工降雨法,是希望提供冷雲內的過冷水滴擁有更多的冰晶可以附著,使被附著的冰晶因重力作用下落,隨著高度降低,冰晶溫度也越來越高,最終形成水滴而降雨。

天空上的雲因為溫度的不同,可能會由水滴或冰晶組成。圖/Pixabay

讓冷雲產生降雨的方式有兩種:第一種方法是在雲中噴灑乾冰,乾冰的溫度為攝氏 -78 度,當噴灑乾冰時,雲中的溫度快速下降,直接將雲中的過冷水滴凝結形成冰晶,成為其他過冷水滴的冰晶核;第二種方法則是噴灑碘化銀,碘化銀會成為過冷水滴的冰晶核,過冷水滴逐漸形成冰晶,最終冰晶落下形成降雨。[2]

環境條件決定種什麼雲!

在臺灣,我們多數使用的方法是「暖雲」的人工增雨法。

冷雲的人工增雨法使用機會並不如暖雲多,原因是因為在台灣上空的環境中,本就存在著自然或人工產生的冰晶核,此時的冷雲已經達到可以降雨的最佳狀態,如果繼續進行冷雲中的種雲,給予冷雲更多的冰晶核,則會造成雲中冰晶核過多,反而使降水機率減少。

我們較常使用的暖雲種雲法是利用空中與地面增雨,空中增雨利用飛機飛入雲層附近噴灑水滴,使暖雲中的水滴體積增加,加速雲滴的碰撞,進而產生下雨。利用飛機噴灑水滴的方式成果較為顯著,因可以直接抵達雲層附近,但其缺點為成本較高。

地面增雨則是在地面燃燒燃劑,增加雲中的凝結核,成為雲中水氣凝結的催化劑,增加水氣碰撞的機率。雖然在地面燃燒燃劑成本較低,但當燃劑升空至雲層時,也較容易受到環境氣流影響,不確定性相對增加,人工增雨單位也會依照情況盡量機動性的調整釋放燃劑的地點。[3]

2021 年水庫施行地面增雨的新聞。影片/Youtube 三立live新聞

人造雨不是「人造雨」!

過往我們習慣說的人造雨,根本不是人造雨!

目前我們的能力還是有限,我們所做的,只是「讓雨下得多一點」,而不是「憑空創造出雨」,所以近期我們已經盡量不使用人造雨的說法,而改成人工增雨。

在台灣,負責人工增雨的機構為水利署,水利署會透過氣象局的天氣資料與環境條件,選擇最適合人工降雨的地點與時間。雖然我們努力在適合的天氣條件下實行人工增雨,但因為從四月開始台灣水氣較少,也較少鋒面抵達台灣,所以人工增雨的成效並不如預期

在二月到四月這段期間,台灣於石門、明德、曾文等各大水庫上空或地面採取暖雲的方式,進行了多次的人工增雨計畫(截至 4/17,已做了 20 次的人工增雨!)[4],希望讓更多的雨水降至地表,進入水庫,盡力的緩解缺水狀況。

圖/Pixabay

以現在的科技要達到呼風喚雨的程度還有一大段距離!除了等待適合種雲的天氣到來,在面對水資源缺乏的現在,我們也可以從自身開始做起,開始節省水資源,避免非必要用水,一齊與台灣共度缺水時期!

參考資料

  1. 交通部中央氣象局2021年氣象站逐日雨量資料
  2. 經濟部水利署人工增雨資訊網
  3. 中央氣象局數位科技網–人工增雨
  4. 經濟部水利署人工增雨作業

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陰謀論大徵集!你聽過哪些陰謀論?【科科齊打交】

stage_96
・2021/05/03 ・605字 ・閱讀時間約 1 分鐘

S編按:【科科齊打交】是我們希望與大家一起進行的對話形式,期待在討論的過程中,我們能離知識更近一些。

在製作《Pan-pan-Panspiracy 一切都是泛科學的陰謀》專題時,我們蒐集到了不少陰謀論,But!這還不夠!我們想要更多!親愛的科夥伴們,快來貢獻你們聽過的陰謀論吧!

所以說,什麼是陰謀論?

所謂陰謀論,顧名思義,背後得有「陰謀」。

在面對一些重大事件或現象時,有些人會用「邪惡力量」、「邪惡集團」去解釋,假定一切背後存在秘密的利益糾葛或政治動機。

這些說法存在一大特點,那就是「低證偽性」,它們聽起來好像有那麼一回事、很容易讓人相信,卻又缺乏實際證據,可以確認究竟是真是假,也因此每次試圖闢謠時,都會落入證據不足,誰也沒辦法說服誰的窘境。

獻上你的陰謀論吧!換你說說看!

聽起來是不是有點熟悉呢?以下這些陰謀論,你或許也有聽過:登月是假的,人類從來沒有上過月球;51 區裡面藏有外星人,是美國政府進行的秘密實驗;從外星來的蜥蜴人偷偷控制著世界……

你還能說出哪些陰謀論?有沒有什麼秘辛,是我們沒聽過的呢?

如果你有超吸引人的陰謀論故事,或是期待我們解密哪個經典陰謀論,都趕快留言告訴我們吧!

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