“做人工影响天气研究,就是敢于‘向天要水’。哪怕困难重重,也要坚持下去。”用18年观察云的变化,揭示云朵变成雨滴的秘密,探索出了云降水和人工影响天气数值模式,形成了中国气象科学研究院(CAMS)云降水模式系列,奠定了我国人工影响天气模式的基础……这是中国气象局云降水物理专家胡志晋一辈子做的事情。
自20世纪60年代起,他投身于云降水物理和人工影响天气的研究,两次荣获国家科学技术进步奖二等奖,2024年获得了中国气象服务协会科学技术奖风云成就奖。
高山上的坚守
胡志晋的研究生涯始于江西庐山。1960年,他加入了位于庐山日照峰的庐山天气控制研究所,开始探索将云雾转化为雨水的奥秘。当时,我国的云雾观测尚处于起步阶段,为了揭示云朵变成雨滴的秘密,胡志晋和同事们开始了长达18年的高山观测。
什么样的云朵适合催化,暖云还是冷云?何时催化,用什么催化?了解云的微结构后,胡志晋和同事们每天拿着催化剂燃烧炉,寻找合适的云朵进行催化试验。然而,云朵的飘忽不定给他们的研究带来了极大的挑战。为了获取更准确的观测数据,胡志晋和同事们不畏艰难,从山南边换到山北边,架设电话线,借来高精度的经纬仪,每分钟观测云的高度,并用照相机记录整个过程。
在这18年里,胡志晋和同事们不仅积累了大量的观测资料,还发现了暖云催化的潜力不大,而冷云催化则更为成熟可行。这一发现对当时学界正确认识暖云催化起到了重要的推动作用。
创新研发人工增雨新方法
胡志晋梳理了当时世界上公认的云变成雨的微物理模型,与我国既有的观测结果很接近。他又找来国际上其他观测结果来做比较,发现能否催化成雨和云中水滴的多少、大滴多不多有关,和云的上升速度也有关。根据这些发现,1979年,胡志晋写成论文《积云形成暖雨的条件》,发表在《气象学报》上。
1978年,胡志晋回到北京。“那时中国气象科学研究院有了计算机,国际上已经有了人工增雨数值模式,我想做国内人工增雨的相关研究,让中国也有自己的人工增雨数值模式,更精准地开展增雨作业。”胡志晋说。
胡志晋学的是气象专业,面对数值模式等新概念,他从计算机代码开始学起,精心设计每一个方程式,不断提高数值模式的精确度。他发现,国际上的人工增雨数值模式比较简单,只是预报自然情况下云有多高、催化后云能升多高等。
胡志晋开始结合我国的气象条件完善该模式,并创新地提出云降水粒子比质量加上数浓度的微物理双参数模式,1986年发表了该项研究成果,显著提高了模拟自然和催化过程的能力。
结合之前的一线观测资料,胡志晋研究针对对流云、层状云做催化的数值模式,发展了层状云系及其催化模式,突破了层状云人工增雨主要依靠过冷水的经典理论的局限,提出了人工冰晶通过水汽的凝华增大、释放潜热促进云发展的人工增雨新机制和新方法。
此后,胡志晋开始研究中尺度数值模式,类似天气预报,不久后,创建了中尺度大气云分辨及催化模式,形成了CAMS云降水模式系列。今天,基于CAMS微物理双参数方案发展的云降水显式预报系统(CMA—CPEFS)在中国气象局人工影响天气中心业务运行,每天两次提供云降水和催化条件预报,为各地开展人工影响天气作业条件预报和作业预案制定,提供有力支撑。
推动科研工作更好服务生产生活
耕云化雨、消云减雹……我国人工影响天气事业从20世纪50年代末起步,胡志晋等老一辈科技工作者需要克服很多难以想象的困难。
在人工影响天气领域,胡志晋研究了60多年。他坦言,研究的动力源于兴趣,更源于国家人工影响天气事业发展的需要、人民群众的需要。“群众对人工影响天气也有很大期待。比如森林出现火灾,如果上空有云,我们就能想方设法去增雨,灭火效率高,也更安全。”
如今,在一代代气象科学家的共同努力下,我国人工影响天气事业不断发展,作业规模达到世界第一,更好地服务人们的生产生活。“作业规模是指通过科技手段,比如云播种、增雨、消雾等方法,对天气进行人工干预时所涉及的作业范围、作业强度以及所影响的区域大小。”胡志晋说。虽然他现在年纪大了,但十分关心科研一线的进展。每当有重要人工影响天气作业时,他依然会出现在中国气象局人工影响天气中心的会商室。“我想了解一下数值模式好不好用,有没有什么问题,观测资料究竟用得对不对,效果好不好。”
胡志晋指导了一批专业技术人员和学生。如今,他们仍经常向他请教相关技术问题。“无论做什么研究,只要坚持认真做一件事,最终一定能有所收获。”胡志晋总是鼓励学生多提一点想法,多做一点创新,只有这样才能推动人工影响天气事业不断取得新进展。
(《人民日报》10.8 李红梅)