今年17号台风预计28日登陆福建。之前“鲶鱼”席卷台湾省,造成超过百万家庭停电。福建已启动三级台风应急响应,福州、莆田、泉州三地学校将从明天起分别停课2至3天。刚刚过去的台风“莫兰迪”给东南沿海的人们留下了挥之不去的恐惧。台风一吹,户外世界就变了模样。出门在外,感觉像是末日场景。“莫兰迪”经过的厦门,缺水缺电缺窗玻璃,几乎把整条路都塞满了碎枝叶。看真实场景就像灾难片。
看真实场景就像灾难片
很多人家里的场景也好不到哪里去,分分钟内外通透。
可以毫不夸张地说,一棵碗那么粗的大树,一折就折,但一千棵树都要倒。
台风让人痛苦。面对台风我们一定要被动接受吗?没有!人类愿意被打败吗?为了抗击台风,人类开了窍,进行了各种尝试。让我们回顾一下人类与台风决斗的历史。
第一回合,原子弹轰炸了台风,但它死了
20世纪40年代,有人提出用军舰消灭台风的方案。他们认为,如果大量使用军舰包围台风,采取“万炮齐发”的战术,台风可能会乖乖地“缴械投降”。
第一颗氢弹成功爆炸后,核武器的巨大威力点燃了一部分人征服台风的希望。他们想象如果把原子弹送到台风中心引爆,可能会炸毁台风。太暴力了!但是,这些想法很不靠谱。但是既然水还在流动,尽管我们用剑砍它,台风是空气体运动中的一个漩涡。和水一样,是流体,流动的空气体可以被吹起来。
对了,台风的能量比原子弹大很多。你说出来都不敢相信,是原子弹的几百倍。把原子弹扔进台风眼里,就是摇树。其实台风本质上是一台巨型蒸汽机,它的能量主要来自水蒸气凝结释放的热量。为什么台风能包含原子弹那么多倍的能量?有多少颗原子弹?让我们算一下吧!
原子弹的能量一般用TNT当量换算,一公斤TNT爆炸产生的能量约为4190千焦。还记得投在广岛的原子弹吗?1945年投在广岛的原子弹相当于14000吨TNT,产生约5.87*1010千焦的能量。水蒸气凝结成液态水释放的潜热为2500.8焦耳/克。台风有1 kg的降水,相当于释放2500.8千焦的能量。假设50 mm暴雨发生在台风中心半径附近100 km范围内,降雨均匀分布在圆形区域。每小时约2 mm的降雨量换算成6.28*1010 kg的水,相当于1.57*1014千焦的能量,即每小时台风释放的热量相当于2600多枚广岛原子弹的能量。
因此,简单粗暴的武力就是台风的九根牛一毛。如果真的要炸台风,核辐射和污染怎么办?全国人民是不是又开始为盐疯狂了?还能开心的吃海鲜吗?
圆二云计划,遭受报复
1946年,获得诺贝尔化学奖的科学家欧文·朗缪尔提出用飞机在台风的适当部位播撒大量碘化银等催化剂,以重新分配台风的内能,减弱台风的风速。
我的哥哥,曾说服美国通用汽车公司、美国陆军通信兵团、美国空陆军和美国海军,于1947年合作进行了第一次人工飓风影响实验——“卷云计划”。
就在人们吃瓜观望等待掌声的时候,由于神秘的原因,远离美国本土的飓风突然转向西方,在乔治亚州和南卡罗来纳州登陆,造成了巨大的灾难,吸引了围观者抛瓜。卷云项目也成为了一个传奇的实验,遭到了飓风的报复。
第三轮,飓风计划,非常有效
1963年,美国进一步实施了“飓风计划”。测试人员根据“角动量守恒定律”,用飞机在台风不同部位播撒碘化银、干冰、尿素、水滴等催化剂。结果,台风眼区扩大了6到7倍,眼区周围的风速也减弱了,最终成功地“削弱”了台风。
1969年8月18日,美国再次用这种杀手对付黛比飓风,效果更加显著。催化剂播种后,最大风速从50 m/s下降到35 m/s,下降30%。
“飓风计划”应该是目前为止人工影响台风最有效的方式。简单来说就是台风“分”“散”,使能量不能集中在台风中心附近,台风不能集中在“抗敌”上,从而削弱台风或抑制其发展壮大。这种“飓风计划”是在最大风速区半径外散布催化剂,促进台风眼墙外的对流发展,相当于分散台风核心区的热量,从而减少或抑制台风发展。
在随后的21年里,“飓风项目”跟踪了超过15次飓风,并在4次飓风上进行了人工降雨试验。
有科学家认为,台风强度的自然变率和扩散实验的变率在量级上是等价的,因此无法证明干扰飓风强度的所谓成功扩散实验是否恰好符合飓风本身的演化。不得不承认,无论是物理还是统计都不靠谱。
1983年,“飓风工程”正式停止,但却留下了许多宝贵的观测数据和八卦故事,供后来的研究者反复引用。
圆四导法,随便想想
一些科学家还提出了低压制导方法,试图与台风的父亲竞争。科学家提出的方法必须有其科学依据。根据台风总是斜向低压方向移动的特点,采用人工的方法,在未来台风移动的某个方向上创建一个低压区,使台风向这个低压区移动,保护一些重要区域不受台风影响。
这样也可以把台风引导到我们希望它去的地方,让它充沛的降水造福人类。听起来很有道理,但往往是副热带高压引领台风前进,是一个环绕地球的行星尺度系统,比台风大得多。
如果要和副高竞争,制造低压来偏转台风路径是否可行?我们首先要有一个类似台风的能量,然后产生一个低压。如何获得巨大的能量创造低压?别忘了,前面说过,几千颗原子弹相当于台风能量。扔那么多原子弹,有可能改变台风路线。不过估计台风还没有消失,人类已经失去了。
第五轮拍海,脑洞太大了
有人建议在台风多发的海面上铺一层化学薄膜,以抑制海水蒸发,切断台风的能量供应,从而使台风难以产生和发展。这个像海一样宽的脑洞,一点都不靠谱。
台风是移动的,低压环流巨大。水汽从广阔的海面不断输送,不仅来自台风脚下的地方,甚至来自印度洋的西南季风,经过南海进入台风。那么电影有多大呢?几乎覆盖了印度洋,南海,西北太平洋。那么问题来了,世界上哪家最好做大膜技术?
即使海洋被塑料薄膜覆盖,海洋的水汽也无法输送到陆地上完成正常的水循环,人类在消灭台风的同时很可能会被干旱所消灭。
第六轮风电场容量有限
近年来,斯坦福大学和特拉华大学的研究人员利用计算机模拟表明,由数千个风力涡轮机组成的海上风电场可能会削弱现实生活中飓风的力量,显著降低其风力和伴随的风暴潮,并可能防止数十亿美元的损失。
风电场下游几十公里,风速基本恢复到以前的水平。而台风是立体的,从地面到对流层顶,从下到上,是一个一万米高的巨人,风力发电机在地面上十几米到几十米。台风通过内部对流向下传递动量,容易向下传递大风速。所以沿海地区利用台风风力发电,显然是趋利避害的手段,但是降低台风强度还是很难的。
台风下的斗争还是无止境的,目前还没有战胜台风的好办法。换个角度看,台风的风雨不一定是灾难,但有时也是资源。与减弱台风和控制台风相比,如何更有效地利用台风的风雨资源,扬长避短,也是值得研究和应用的。找到一个和台风和平相处的方法也很好。
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