啤酒瓶中的有趣气泡现象与人工降雨原理

日常生活中有一些有趣的例子，能够帮助我们理解自然现象的原理。比如，我们知道啤酒中溶解了大量的CO2气体，但是当我们慢慢地打开一瓶啤酒的时候，其中的CO2气体并不喷发。如果我们将一些香烟烟灰弹入啤酒内，气泡就会在啤酒中形成和生长，并带着啤酒缓慢地从瓶口流出，这是缓慢的气驱喷发现象。因为啤酒中尽管有大量的气体，但是气泡在啤酒中成核却很不容易，而小气泡成长为大气泡却很容易。这个时候，烟灰的作用就重要起来，烟灰起到成核催化剂的作用，促进气泡成核导致喷发。

    烟灰在啤酒气泡形成过程中充当成核剂的现象，和人工降雨选用碘化银等作为成核剂的原理是类似的。国内外开展的人工降雨试验研究，方向都是借助催化剂改变云滴的性质、大小和分布状况，创造云滴增大条件，以达到降雨的目的。

    人工降雨分为冷云降雨和暖云降雨两种类型。冷云是指温度低于0°C的云层，冷云人工降雨一般采用在云内播撒干冰（固体CO2）和碘化银，干冰升华会吸收大量热量，使紧靠干冰外层的温度迅速降低，从而使云中的水汽冷却成水滴或冻结成冰晶。碘化银是良好的成冰核，只要其温度达到-5°C，水汽就能以它为核心凝华成冰晶并继续增大，产生降雨。

    就冷云催化而言，云中的温度条件十分重要。就整个云体而言，云顶温度一般最低，常将它作为估计云中自然冰晶浓度的参数。当云顶温度低到一定程度时，云中常会形成大量冰晶，这时用人工方法增加冰晶，效果就不显著。反过来,云顶温度如果太高，碘化银等催化剂的成冰能力就太低，也不利于人工催化。所以对冷云催化法增加降雨来说，云顶温度不宜太高或太低。人工降雨试验的统计分析表明，当云顶温度处于-10～-25°C时，人工降雨的效果比较明显。

    暖云是指温度超过0°C的云层，暖云人工降雨主要是在云内播撒氯化钠、氯化钾等粉末，钠盐、钾盐吸湿性很强，是很好的凝结核，吸收水分后能够迅速成长为大云滴，进而合并其他小云滴形成降雨。

    资料来源：陈颙、史培军《自然灾害》及伍光和《自然地理学》