日本在著手研究人工影響颱風
2022/01/18
人為影響異常氣象,減少自然災害,實現所需降雨的趨勢在全球正變得活躍。在日本,因為擔憂地球變暖會讓颱風加強,試圖弱化風力的項目將於2022年全面啟動,預計川崎重工業和橫濱國立大學等將參與。在海外,防範城市暴雨災害、以及人工降雨等措施正在增加。目的是根據相關地區的氣象特性,減少災害損失。
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2017年超大型的21號颱風的颱風眼(圖由名古屋大學提供) |
「巨大颱風將於3天后登陸日本,每小時降雨量要降至50毫米,最大瞬間風速降至每秒20米」,日本政府向相關機構發出指示,隨後數架飛機朝著颱風飛去,這是2050年的某一天。
作為力爭實現破壞性創新的登月(MoonShot)型研發的新目標,日本政府的綜合科學技術創新會議於9月底提出了控制颱風和暴雨。
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日本國土交通省的統計顯示,大型颱風登陸的2019年的水災損失總額達到開始統計以來最多的約2.18萬億日元。近年來,颱風和暴雨災害在日本相繼發生。
預計研究項目有10月成立的橫濱國立大學颱風科學技術研究中心、名古屋大學、川崎重工業和東京海上研究所等企業、學校及政府機構一起參與。
關於設定目標之前的調查研究,橫濱國立大學的筆保弘德教授等人通過模擬實驗,計算了向颱風眼大量噴撒冰對其的削弱程度。颱風眼相比周圍更加溫暖,來自海洋的上升氣流帶來水蒸氣,不斷擴大風力。如果使颱風眼中的大氣冷卻,上升氣流有可能減弱,進而防止颱風擴大。
以2019年的15號颱風為模型,向颱風眼30~50公里見方的領域內噴撒大量的冰,計算結果顯示,風速最大減弱了3米/秒。能將建築物的受損減輕3成。但利用這種方法,需要的冰量龐大到以億噸為單位,運輸十分困難。研究團隊的滿行泰河準教授認為,「如果找到影響颱風勢力的‘穴位’,加以冷卻,就能以少於模擬實驗的冰量削弱颱風勢力」。
對於颱風,實際上在科學上未查明的部分很多。研究團隊將首先致力於颱風的觀測和提高預測的準確度。進一步加深對風、雨和熱流等颱風結構的理解,提高預測模型的準確度,找到颱風的弱點。
全球各地在推進研究
海外也有一些領先研究。在美國,1960~1980年代出現弱化颶風勢力的計劃。飛機在颶風的風眼外側畫圈飛行,噴撒成為水蒸氣內核的碘化銀,促進雲的形成,試圖減少向風眼輸送的水蒸氣量。雖然具有「削弱了颶風勢力」這樣的記錄,但無法驗證效果,並未實用化。
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不過,如果在目前,隨著模擬技術的發達,能驗證人為干預的效果。川崎重工業航空宇宙系統公司的骨幹人員川又昭夫利用美國的方法進行計算發現,要實現目標,需要最大載重量為36噸的約10架大型飛機。川又昭夫表示,「在討論新業務時,出現了通過飛機來控制颱風的主意。從飛機製造商的立場估算所需飛機的規模,在闡明可行性方面非常重要」。
計劃到2030年前後驗證積雨雲等。力爭到2040年前後,明確颱風的形成原因,提高預測模型的準確度,在2050年之前能控制颱風。
在海外,以減災為目的的人工降雨越來越多地被實際應用。
減輕洪水災害
印度尼西亞正在利用氯化鈉促進降雨,以防止森林火災和城市地區的洪水。據悉,2021年初,印度尼西亞的國家研究與創新機構(BRIN)促使靠近首都雅加達之前的雲提前降雨,減輕了陸地的洪水災害。此次人工降雨于2月至3月實施,雅加達的降水量從10天前的188毫米減為112.8毫米。低於過去10年同一時期的平均114.2毫米。
在3月至4月,人工降雨還被用於防止南加里曼丹省的火災。結果,降雨比上月增加50%以上,降雨量達到186.4毫米,比2011年至2020年同一時期的平均增加17%。印尼國家研究與創新機構的負責人表示,人工降雨通常需要約30天時間,每天需要1萬美元以上費用。只要發現合適種類的雲,實現降雨的可能性能達到80%。
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在中國,正在推進更大規模的人工降雨計劃。中國為了遏制乾旱和冰雹災害,計劃在2025年之前能在佔全部國土約6成的550萬平方公里實現人工降雨和降雪。
中國也取得了實際成績。據新華社報道,中國政府2012~2017年向人工降雨等氣象調節項目投入88億元,在5年內實現了2335億立方的降雨。2021年1月甘肅省宣佈研發無人機人工降雨(UAV)系統,收集大氣的資訊,對採用尖端技術持積極態度。
在道德層面存在抵觸感,需要考慮環境影響等
自古以來,人類就進行祈雨和祈禱天晴,試圖獲得天氣的幫助。在進入20世紀後,人類開始討論向大量含有水蒸氣的大氣中人工噴撒成為水滴核的物質,借此實現降雨。
1946年美國通用電氣(GE)在大氣中潑撒乾冰和碘化銀,成功使雲層增厚,隨後研究加速。為了供應用於農業和發電的水,還出現民營企業的人工降雨服務。
不過,人工降雨等氣象調節也存在課題。人工降雨的前提是存在包含水蒸氣的大氣,降雨的地點和數量無法調節。難以驗證人為調節的效果。
此外,還存在道德和法律上的課題。對於人類干預氣象,在道德層面的抵觸感和環境影響也令人擔憂。11月在美國,預定在新墨西哥州實施的為了緩解乾旱的人工降雨受到擔憂環境影響的人們的反對,被迫中止。
在日本,目標是控制颱風的橫濱國立大學等的團隊于2021年春季實施的1萬人規模的問卷調查顯示,6成受訪者回答稱「希望實現」,另一方面,有1成表示反對,26%回答稱「不太明白」。東京海上研究所的主任研究員加藤大輔指出,「越是了解研究的人越能表示贊成。實施方詳細説明相關措施,獲得民眾理解十分重要」。
如果讓一個地點大量降雨,本來應該降雨的其他地方的雨量就可能減少。對於中國的人工降雨計劃,鄰國印度存在擔憂的聲音。如果人工降雨的規模巨大,將不再是一個國家的問題,因此需要構建國際協調和問題責任歸屬等法律框架。
日本經濟新聞(中文版:日經中文網)福岡幸太郎、北川舞、Erwida Maulia 雅加達
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