對于很多人來說,播撒干冰和碘化銀實現(xiàn)人工降雨/雪早已不是新鮮知識。日前科學(xué)家另辟蹊徑,首次通過光學(xué)方法成功誘導(dǎo)人工降雪。
完成這一研究的是中科院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所強(qiáng)場激光物理國家重點(diǎn)實驗室徐至展、李儒新研究組與加拿大拉瓦爾大學(xué)陳瑞良教授,他們首次利用飛秒強(qiáng)激光,實現(xiàn)了在云室中非線性成絲誘導(dǎo)大面積降雪。該成果發(fā)表于近日出版的國際期刊《光學(xué)快報》上,同時,《自然—光子學(xué)》雜志還對此項研究成果進(jìn)行了專題報道。
該項研究首次發(fā)現(xiàn):高重復(fù)頻率飛秒強(qiáng)激光對冷濕空氣的持續(xù)加熱和電離,可形成高速向上運(yùn)動的暖濕氣流,在與上方的冷濕空氣碰撞過程中產(chǎn)生強(qiáng)對流和旋風(fēng),從而加劇粒子間的碰撞,引起在更大空間范圍產(chǎn)生更大尺寸冰晶并誘導(dǎo)降雪。同時,飛秒強(qiáng)激光誘導(dǎo)人工降雨/雪依賴于非線性成絲過程中產(chǎn)生的高密度高溫帶電粒子誘導(dǎo)凝結(jié)核,進(jìn)而形成水滴/冰晶。
業(yè)內(nèi)專家指出,相較于利用機(jī)載或火箭發(fā)射撒播干冰或者碘化銀等催化劑人工降雨/雪的傳統(tǒng)方案,該新方案對環(huán)境更友好。另外,鑒于飛秒強(qiáng)激光在大氣中能夠?qū)崿F(xiàn)長距離(公里甚至幾十公里量級)自導(dǎo)引傳輸,該科學(xué)發(fā)現(xiàn)為基于飛秒強(qiáng)激光技術(shù)的大氣環(huán)境局部天氣控制提供了極具潛力的新途徑,具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用前景。
《自然—光子學(xué)》雜志編輯部的Noriaki Horiuchi博士評論指出:“根據(jù)需要引發(fā)降雨的能力,對于世界上諸多飽受干旱災(zāi)害的國家有著巨大的社會經(jīng)濟(jì)效益。”
此前,上海光機(jī)所應(yīng)邀在聯(lián)合國世界氣象組織等主辦的第一屆基于激光的氣候控制會議上作大會特邀報告,公布該項重要科學(xué)發(fā)現(xiàn)成果,并得到與會學(xué)者的廣泛關(guān)注和高度評價。
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