天氣改造與人造雨

陳泰然

台灣大學大氣科學系

一、簡介

　　人類研究大氣的目的在於了解大氣。研究大氣所獲得的科學知識，一方面可用於發展成技術以預報未來天氣的演變，使人類得以趨吉避凶減少災變天氣所帶來的損害，並利用天氣預報以增加收益。當然，預報技術的改進與預報準確率的提高有賴不斷的研究。另一方面，人類更進一步希望將科學知識發展成技術，以用於改造天氣，適應需求。天氣被改造的原因可分成兩類，一爲計畫的（planned）或有意的，一爲無意的（inadvertent）。前者例如：種雲（cloud seeding）以增加降水量（雨或雪）、消霧（fog dissipation）、消雲（cloud dissipation）、抑雹（hail suppression）、抑閃電（lightning suppression）、颱風風力創減（typhoon winds mitigation）等。後者即指因工業化、都市化及人類其他活動無意的對大氣所造成的改造而言。
　　台灣地區顯著的災變天氣現象，除颱風，寒潮與梅雨之外，還有乾旱。前三種現象發生之時，人們所關心的大都集中在其預報問題。每當乾早嚴重之時，人們所關心的即由預報問題轉變爲改造問題。這時的乾旱災害，首當其衝的就是農民，他們擔心農作物的收成。一般老百姓的日常生活，則因乾旱導致的限電限水措施感到極大的不便。工商界亦可因限電限水措施而蒙受損失。政府官員則更關心乾早導致的經濟及其他問題。因此，舉國上下莫不希望有關單位能夠進行人工造雨以紓解旱象。此時，執行人造雨的重責大任立刻落到氣象界。
　　種雲以增加降水量（即人造雨）的工作，可分為二個不同的層次。第一個層次的工作是屬於科學性的試驗研究計畫（experiment program），由此獲得足夠的科學知識與證據之後，就可進到第二個層次的工作，即作業性的計畫（operational program），此時人造雨的結果才可預期。因此，在執行人造雨任務之前，了解現階段的知識變得非常重要。本文目的即在將與天氣改造有關的雲物理基本知識作一簡介，介紹美、蘇、日與其他國家在天氣改造方面所做的努力，並綜合國際上現階段天氣改造研究與實作的成就，以作爲今後台灣地區人造雨試驗研究與實作計畫在策畫、設計、執行與校驗（或評估）各階段的參考。1973 年 10 月 22-24 日有 60 位著名的雲物理學者及相關的大氣科學家，代表美國氣象學會雲物理委員會在科羅拉多全國大氣研究中心（NCAR）進行有關現階段雲物理的評介討論。分成四個小組討論有關雲物理的成就，對未來的預期、重要的科學問題、雲物理與國家社會的相關及雲物理研究的優先次序等。評介內容詳見 Braham etal（1974），在此不擬贅述，僅就最基本的雲物理知識介紹於下。