日本在着手研究人工影响台风

日经中文网·2022-01-18 17:16
在道德层面存在抵触感,需要考虑环境影响等

人为影响异常气象,减少自然灾害,实现所需降雨的趋势在全球正变得活跃。在日本,因为担忧地球变暖会让台风加强,试图弱化风力的项目将于2022年全面启动,预计川崎重工业和横滨国立大学等将参与。在海外,防范城市暴雨灾害、以及人工降雨等措施正在增加。目的是根据相关地区的气象特性,减少灾害损失。

2017年超大型的21号台风的台风眼(图由名古屋大学提供)

“巨大台风将于3天后登陆日本,每小时降雨量要降至50毫米,最大瞬间风速降至每秒20米”,日本政府向相关机构发出指示,随后数架飞机朝着台风飞去,这是2050年的某一天。

作为力争实现破坏性创新的登月(MoonShot)型研发的新目标,日本政府的综合科学技术创新会议于9月底提出了控制台风和暴雨。

日本国土交通省的统计显示,大型台风登陆的2019年的水灾损失总额达到开始统计以来最多的约2.18万亿日元。近年来,台风和暴雨灾害在日本相继发生。

预计研究项目有10月成立的横滨国立大学台风科学技术研究中心、名古屋大学、川崎重工业和东京海上研究所等企业、学校及政府机构一起参与。

关于设定目标之前的调查研究,横滨国立大学的笔保弘德教授等人通过模拟实验,计算了向台风眼大量喷撒冰对其的削弱程度。台风眼相比周围更加温暖,来自海洋的上升气流带来水蒸气,不断扩大风力。如果使台风眼中的大气冷却,上升气流有可能减弱,进而防止台风扩大。

以2019年的15号台风为模型,向台风眼30~50公里见方的领域内喷撒大量的冰,计算结果显示,风速最大减弱了3米/秒。能将建筑物的受损减轻3成。但利用这种方法,需要的冰量庞大到以亿吨为单位,运输十分困难。研究团队的满行泰河准教授认为,“如果找到影响台风势力的‘穴位’,加以冷却,就能以少于模拟实验的冰量削弱台风势力”。

对于台风,实际上在科学上未查明的部分很多。研究团队将首先致力于台风的观测和提高预测的准确度。进一步加深对风、雨和热流等台风结构的理解,提高预测模型的准确度,找到台风的弱点。

全球各地在推进研究

海外也有一些领先研究。在美国,1960~1980年代出现弱化飓风势力的计划。飞机在飓风的风眼外侧画圈飞行,喷撒成为水蒸气内核的碘化银,促进云的形成,试图减少向风眼输送的水蒸气量。虽然具有“削弱了飓风势力”这样的记录,但无法验证效果,并未实用化。

不过,如果在目前,随着模拟技术的发达,能验证人为干预的效果。川崎重工业航空宇宙系统公司的骨干人员川又昭夫利用美国的方法进行计算发现,要实现目标,需要最大载重量为36吨的约10架大型飞机。川又昭夫表示,“在讨论新业务时,出现了通过飞机来控制台风的主意。从飞机制造商的立场估算所需飞机的规模,在阐明可行性方面非常重要”。

计划到2030年前后验证积雨云等。力争到2040年前后,明确台风的形成原因,提高预测模型的准确度,在2050年之前能控制台风。

在海外,以减灾为目的的人工降雨越来越多地被实际应用。

 减轻洪水灾害

印度尼西亚正在利用氯化钠促进降雨,以防止森林火灾和城市地区的洪水。据悉,2021年初,印度尼西亚的国家研究与创新机构(BRIN)促使靠近首都雅加达之前的云提前降雨,减轻了陆地的洪水灾害。此次人工降雨于2月至3月实施,雅加达的降水量从10天前的188毫米减为112.8毫米。低于过去10年同一时期的平均114.2毫米。

在3月至4月,人工降雨还被用于防止南加里曼丹省的火灾。结果,降雨比上月增加50%以上,降雨量达到186.4毫米,比2011年至2020年同一时期的平均增加17%。印尼国家研究与创新机构的负责人表示,人工降雨通常需要约30天时间,每天需要1万美元以上费用。只要发现合适种类的云,实现降雨的可能性能达到80%。

在中国,正在推进更大规模的人工降雨计划。中国为了遏制干旱和冰雹灾害,计划在2025年之前能在占全部国土约6成的550万平方公里实现人工降雨和降雪。

中国也取得了实际成绩。据新华社报道,中国政府2012~2017年向人工降雨等气象调节项目投入88亿元,在5年内实现了2335亿立方的降雨。2021年1月甘肃省宣布研发无人机人工降雨(UAV)系统,收集大气的信息,对采用尖端技术持积极态度。

 在道德层面存在抵触感,需要考虑环境影响等

自古以来,人类就进行祈雨和祈祷天晴,试图获得天气的帮助。在进入20世纪后,人类开始讨论向大量含有水蒸气的大气中人工喷撒成为水滴核的物质,借此实现降雨。

1946年美国通用电气(GE)在大气中泼撒干冰和碘化银,成功使云层增厚,随后研究加速。为了供应用于农业和发电的水,还出现民营企业的人工降雨服务。

不过,人工降雨等气象调节也存在课题。人工降雨的前提是存在包含水蒸气的大气,降雨的地点和数量无法调节。难以验证人为调节的效果。

此外,还存在道德和法律上的课题。对于人类干预气象,在道德层面的抵触感和环境影响也令人担忧。11月在美国,预定在新墨西哥州实施的为了缓解干旱的人工降雨受到担忧环境影响的人们的反对,被迫中止。

在日本,目标是控制台风的横滨国立大学等的团队于2021年春季实施的1万人规模的问卷调查显示,6成受访者回答称“希望实现”,另一方面,有1成表示反对,26%回答称“不太明白”。东京海上研究所的主任研究员加藤大辅指出,“越是了解研究的人越能表示赞成。实施方详细说明相关措施,获得民众理解十分重要”。

如果让一个地点大量降雨,本来应该降雨的其他地方的雨量就可能减少。对于中国的人工降雨计划,邻国印度存在担忧的声音。如果人工降雨的规模巨大,将不再是一个国家的问题,因此需要构建国际协调和问题责任归属等法律框架。

本文来自微信公众号 “日经中文网”(ID:rijingzhongwenwang),作者:福冈幸太郎、北川舞、Erwida Maulia36氪经授权发布。

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