寫在日曆上的“韶華已逝,初心不改”,張紀淮為自己加油。
張紀淮在實驗室裡。趙嫣嫣攝
北京市中關村南大街46號,中國氣象局大院內,參觀者絡繹不絕,打破了平日的寧靜。3月18日是週六,中國氣象局在這一天舉行公眾開放活動,敞開大門歡迎公眾參觀,以紀念3月23日的世界氣象日。
世界氣象組織每年都會為世界氣象日確定一個主題,今年的主題是“觀雲識天”。穿過熙熙攘攘的人群,走進一間安靜的辦公室,82歲的中國氣象科學研究院人工影響天氣所原所長張紀淮講述了他與雲相伴的60年。
人工觀測雲仍很有必要
60年前,22歲的張紀淮從北京大學物理系氣象專業畢業後來到中央氣象局。1958年,他被選送到蘇聯學習人工影響天氣。其後,他長期在這一領域潛心耕耘,是為開創和發展我國人工影響天氣事業做出重要貢獻的專家之一。
為避免或減輕氣象災害、合理利用氣候資源,在適當條件下通過在雲中播灑催化劑等科技手段,對局部大氣的物理、化學過程進行影響——這就是人工影響天氣。人工影響天氣主要包括人工增雨(雪)、防雹、消雨等,所使用的催化劑主要有碘化銀、乾冰和液氮等。
“作為從事雲物理和人工影響天氣研究的老科技人員,我覺得世界氣象組織把這個主題提出來,很重要很重要!”談起今年世界氣象日的主題“觀雲識天”,和雲打了一輩子交道的張紀淮,連說了兩個“很重要”。在他看來,天上無雲不下雨,雲是“降水之母”“淡水處理機”,同時又是高空天氣現象的外在表現。觀測和研究雲,至關重要。
“雲是由大氣中水汽凝結或凝華所產生的懸浮在空中的小水滴、小冰晶集團。小水滴和小冰晶在雲中發育長大成雨滴並下落,成為淡水源。雲實時反映著與大氣運動有關的各種信息,預示著天氣演變的趨勢。”張紀淮表示,我國和其他國家的氣象研究和氣象事業,都是首先從觀測雲、雨等天氣現象和溫、壓、溼、風四大氣象要素開始的。
從上世紀50年代到2013年,全國氣象臺站均人工觀測並記錄雲量、雲高和雲狀。隨著氣象觀測現代化水平不斷提升,特別是衛星、雷達等觀測設備的能力不斷增強,2014年起,國家一般氣象站取消了雲量、雲高和雲狀的人工觀測,氣象部門推廣應用以衛星雲觀測為主、地面觀測輔助校準的協同觀測方法。
瞭解到這一情況後,張紀淮坐不住了。他認為,“雲的觀測歷來是氣象觀測的基本項目,具有多方面的重要意義。而衛星雲圖、雷達探測等現代手段,不能完全代替對雲的人工觀測。衛星雲圖是很好的直觀的參考資料,但它是地面到高空多層雲疊加的結果,並非真正的雲場情況。”
在“集中了很多人的意見,改寫了七八遍”之後,去年9月,張紀淮向有關部門遞交了《關於在全國基本臺站恢復對雲有關分類詳細觀測的建議》。記者看到,他在這份5頁紙的建議的最後,還如同寫論文一般,附上了參考文獻。
他的建議得到了中國氣象局綜合觀測司的認真回覆:這一建議非常具有建設性,今後將繼續強調將雲的人工觀測作為觀測的基本技能,在應急、加密等觀測活動中採用人工觀測雲量、雲高和雲狀。
找到空中那朵“雨做的雲”
觀雲識天,和張紀淮長期從事的人工影響天氣工作密切相關。找到空中那朵“雨做的雲”,是實施人工影響天氣作業的前提。“人工影響天氣的基礎是雲霧物理學,頭一條就是要選雲。人工增雨要選降水潛力大的雲或雲區進行作業。人工防雹要根據地形和降雹雲的資料,來確定雹線和雹窩,佈置防雹炮點。”
“人工影響天氣實際上就是影響雲,通過人工干預雲的演變,達到趨利避害的作用。”中國氣象局副局長許小峰對記者說。
我國從1958年開始組織開展雲霧物理研究及人工影響天氣作業。1972年,張紀淮開始參與組建我國第一個雲霧實驗室,這是進行雲物理實驗必不可少的硬件。這個國家重點課題,遭遇了人力物力等重重困難。11年後,雲室終於建設成功。
“參與研製這個雲室,是我研究生涯中的一件大事。”張紀淮清楚地記得100立方米的雲室罐子運送到氣象局時的情形。“當時由北京市委領導特批,專門開闢出道路,由一輛特種運輸車,把雲室罐子從北京金屬結構廠運過來。”
雲霧實驗室對於模擬雲和降水的關鍵物理過程、研究人工影響天氣的技術方法,起到了重要作用,是人工影響天氣作業的科技支撐。
如今,雲霧實驗室仍然靜靜地矗立在中國氣象局大院裡,歲月流轉,早已不是幾十年前的模樣。無論儀器設備,還是辦公環境,都比以前好了很多。
隨著科技支撐能力不斷增強,我國人工影響天氣的作業水平和服務效益不斷提升,成為世界上開展人工影響天氣業務最活躍的國家之一。在防災減災、生態建設和重要活動的氣象保障中,發揮了重要作用。
北京奧運會、殘奧會開閉幕式圓滿成功,人工影響天氣技術保障功不可沒。2007年,張紀淮作為專家組組長,參與了奧運會開幕式人工消雨演練的準備與研究工作；2008年,他作為主要現場技術指導之一,和俄羅斯專家一起,參與了多次技術演練和奧運會、殘奧會開閉幕式的人工影響天氣作業。
“當時採用了飛機、火箭等現代化的作業手段來消雨,北京奧運會的人工影響天氣作業很成功!”張紀淮說。後來,他獲得了北京奧運氣象服務中心、北京市氣象局授予的“專家貢獻獎”。
對獲得的榮譽,張紀淮看得很淡,採訪中始終隻字未提。自己的工作能為人們趨利避害提供幫助,這是讓他最為開心自豪的。“我從事過野外工作,曾經看到過在玉米地裡,冰雹把玉米稈全打折了,農民沒了收成,坐在地上哭。人工防雹關係到農民的切身利益,對他們非常重要!”張紀淮說,“這輩子能為老百姓做點事,我感到非常欣慰。”
雲裡面還藏著很多祕密
雖然已經退休多年,工作日上午張紀淮仍然會時常去辦公室,和同事們溝通交流,參與一些課題研究。他說,“在這裡我能和大家密切接觸,不會脫離科研和業務。”
在退休返聘期間,他完成了國家科技攻關項目“內蒙古防雹減災新技術和冰雹專項預報研究”,參與了“中俄催化劑對比試驗”等國際合作和國際交流項目。
在參與課題研究的同時,張紀淮認真總結,撰寫論文,退休後還發表了《冰雹雲和冰雹專項預報》《人工影響天氣幾個前沿科技問題的研究和思考》等20餘篇學術論文,其中不少論文被評價為“具有創新思維和學術價值的佳作”。
“雲是少有的能激起人們豐富想象的字眼之一。”張紀淮表示,“極目蒼穹,常常可見有的雲薄如輕紗,有的雲如絮似錦,有的雲氣勢磅礴,有的雲絢麗多姿,再加上變化萬千,經常伴有風、雷、閃、雹、雨、雪以及虹、霞、暈等各種天氣現象,因此許多神話、詩歌、故事離不開雲。”
“觀雲識天說起來容易,但實際研究工作卻很不易,是目前人類認識自然和天氣的難點。大氣大範圍的氣壓場、風場可以提前預報,但云什麼時候生成、什麼時候消散這種小尺度的複雜的物理過程,是大氣研究領域最難的問題之一,需要非常深厚的氣象學功底和先進的預報技術。”許小峰說。
更好地認識這千姿百態的雲,有助於深入瞭解大氣環流的演變,促進天氣和氣候變化的研究。60年和雲相伴,讓張紀淮養成了時常抬頭看天觀雲的習慣。“成雲致雨的過程,我們還遠遠沒有搞清楚。雲裡面,還藏著太多的祕密。雲的脾氣,我們還遠遠沒有摸透。”
《 人民日報 》( 2017年03月23日 20 版)