飞机也能控制雨雪

付群华

我们都知道，雨雪的形成是一种自然现象。如果低空温度高于0℃，空气中的水蒸气在高空受冷凝结成小水点或小冰晶，它们相互碰撞、并合，变得越来越大，大到空气托不住的时候便会降落下来，这便是雨。而雪的前身是云，云是由很多小冰晶（固态水）组成，这些小冰晶在接触和碰撞的过程中越来越重，变成了较大的冰晶。当冰晶的重量达到一定程度时，在适合的条件下，就会从天上落下来，如果在下降的過程中，遇到的热量不足以使小冰晶变成小水滴，就会形成雪了。

如此说来，雨雪的形成并非是人为所能控制，而这些又和我们乘坐的飞机有什么关系呢？赫尔辛基大学的研究人员发现，天气雷达数据中有一个奇怪的现象。雷达气象组负责人迪米特里·莫伊斯耶夫说：“我们在雷达观测中观察到了不自然的特征，这些特征看起来像是在赫尔辛基?-万塔机场接近或离开的飞机轨道区域。”雷达数据上显示为强烈降水的直线片，比背景为雨或雪强10倍。从2008年一直到2018年期间，发生的此类事件共有17天。研究人员利用航线路径数据，能够将大部分雷达信息与到达或离开赫尔辛基-万塔机场的特定飞机联系起来。

研究人员还发现，飞过云层的飞机可能会使降雨量或降雪量增加10倍，这种强化降水是由于飞机的机翼穿过活跃的雨或雪上方的云层而产生冰晶造成的，与飞机排放无关。那么，当飞机穿过冷液云时，是否会形成物理学上类似的“打孔云”呢？研究人员通过观察发现，打孔云层内的温度低于0℃又不够冷时，无法触发均匀冷冻，但是穿过云层的飞机会因此水滴冻结。所以当飞机机翼的尖端穿过云层时，会导致后面的空气膨胀，局部压力下降，并且温度下降大约20℃。如果打孔云层内的温度低于-40℃，则水滴会通过均匀冷冻形成冰晶，导致进一步冷却和额外冷冻。沉重的冰晶从云层中落下时，它们通常会留下一片清晰的天空，形成“打孔”，冰晶也会在撞到地面之前蒸发掉。

有科学家表示，喷气式飞机的起飞和降落能提高降雨和降雪的概率。因为飞机在刺破云层时产生的影响与云催化作业类似，于是导致大气中形成冰晶，进而形成降水。而且飞机飞行产生的副作用在繁忙的机场周围效果尤为明显，在每天飞机起飞和降落超过1200架次的伦敦希思罗机场，这种现象相对明显。当飞机穿过含有过冷水滴的云层时，水滴温度也会随之降低。当飞机加快速度穿过云层时，机翼下方和推进器下方的空气由于膨胀和冷却速度加快，足以让过冷水滴冻结，因而形成冰晶。很快，冰晶逐渐和周围的冰晶并合，形成较大的冰晶，影响附近的水滴，并在云层中形成了洞。这个洞在不断扩张，于是就提高了当地降雪或降雨的概率。

但莫伊斯耶夫和同事利用激光雷达等技术手段发现，这些飞机在通过它们上面的过冷云层飞行时，实际上并没有飞过沉淀的云层。运用技术手段得到的数据显示，飞机机翼产生绝热冷，却导致均匀冷冻，由此产生的冰晶下降，雨雪便从云层中落下。莫伊斯耶夫表示，这项研究将有助于推进了解冰层、混合相云及云层中的降水形成、降水在混合相云中的作用，以及导致雨水强度增加的过程，而且这种现象不可能对天气产生太大影响。