我國淮河和長江流域正在發(fā)生的洪澇災(zāi)害再一次使人們的目光聚焦到對天氣的預(yù)報,特別是災(zāi)害天氣的預(yù)報上來。如果能對災(zāi)害天氣進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)報,就能把災(zāi)害造成的損失降到最低。近日,德國和法國的科學(xué)家共同開發(fā)出新的天氣預(yù)報方法——利用激光測量大氣的飽和程度,這種方法可以準(zhǔn)確預(yù)報降雨量。
借助兩束激光預(yù)測
德國自由大學(xué)的韋斯特和法國里昂大學(xué)的沃爾夫兩位教授,使用了全新的激光技術(shù)。
他們首先向空中發(fā)射一束高頻高能的激光,激光在經(jīng)過“聚焦—散焦”的過程后形成一個獨(dú)特的凝結(jié)核。鑒于空中水蒸氣飽和度的不同,在這一凝結(jié)核上聚集的水分情況也不同,科學(xué)家們再借助另外一束激光,就可以對凝結(jié)核上的水滴生成情況進(jìn)行觀察。假如空氣中所含的水蒸氣達(dá)到了飽和狀態(tài),在凝結(jié)核的表面就會生成小水珠。通過小水珠的質(zhì)量及總量,他們就可以預(yù)報當(dāng)?shù)夭痪煤蟮慕涤昵闆r??茖W(xué)家解釋說,他們選中的高頻高能激光的脈沖間隔僅為約千萬億分之一秒,但其能量級卻達(dá)到萬億瓦。
準(zhǔn)確預(yù)報小范圍降雨
傳統(tǒng)天氣預(yù)報只能預(yù)測較大范圍的天氣情況,對降雨量預(yù)測的準(zhǔn)確程度也較低。而激光預(yù)測則可以通過分析,對較小范圍內(nèi)(方圓幾公里)的降雨量做出準(zhǔn)確預(yù)報,提高了預(yù)報的準(zhǔn)確度,同時縮小了預(yù)報范圍,即使同一個城市里,城東與城西降雨量的差異也一目了然。這樣就對預(yù)防災(zāi)害提供了科學(xué)依據(jù)。
韋斯特教授介紹說:“激光法的優(yōu)勢還在于,人們不需要向大氣層釋放什么物質(zhì)。除此之外,還可以測量三維空間的狀況。”三維數(shù)據(jù)具有實(shí)際的應(yīng)用價值,比如說預(yù)防冰雹。假如數(shù)據(jù)顯示冰雹在即,那么人們便可以派飛機(jī)在空氣中播撒起凝結(jié)核作用的碘化銀,促使云層提早降雨。這種催降法的成功率和空氣中水蒸氣飽和程度的測量精度密切相關(guān)。
傳統(tǒng)預(yù)測手段各有利弊
傳統(tǒng)的預(yù)測方法經(jīng)歷了兩個階段,一種為自動氣象站方式,即在鄰近的區(qū)域設(shè)立自動氣象站,然后利用自動氣象站測量溫、濕、壓,再通過對眾多自動氣象站的溫、濕、壓記錄數(shù)值分析,綜合判定大氣狀況。由于自動氣象站方式需要在短距離內(nèi)設(shè)很多點(diǎn),既浪費(fèi)又不便利,同時各點(diǎn)的數(shù)據(jù)由于條件不同準(zhǔn)確率較低,綜合處理也較為麻煩。
第二種方法是利用雷達(dá),通過雷達(dá)站監(jiān)測大氣折射的電磁波,對電磁波數(shù)據(jù)綜合整理來預(yù)測天氣。目前天氣預(yù)報主要采取的就是這種方式。由于雷達(dá)站建造復(fù)雜,電磁波也易受干擾,所以雷達(dá)監(jiān)測的準(zhǔn)確性還需進(jìn)一步提高。
沃爾夫教授認(rèn)為激光技術(shù)的應(yīng)用使傳統(tǒng)的天氣預(yù)測方法更進(jìn)一步,將對未來天氣預(yù)測產(chǎn)生重大影響。
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