放射尘埃可以增加降雨

Soldiers and cameramen near the Small Boy nuclear test, part of Operation Sunbeam also known as Operation Dominic II. Nevada, 14th July 1962. (PHoto by Galerie Bilderwelt/Getty Images)

显而易见,放射性尘埃通常不是啥好东西。但有新研究表明,冷战时期核试验产生的带电粒子可能通过触发空气中的电荷导致水滴聚结,从而增加了试验地点数千公里外的降雨。

美国,苏联和其他国家在1950年代和1960年代初进行了大量的地表核试验。残余物中含有恶魔般的放射性元素混合物,这些元素可能对大气产生微妙的影响。在放射性衰变过程中发射的带电粒子会撞击周围的原子和分子,将其撕裂成碎片并产生更多的带电粒子。然后,那束带电的粒子会凝结在大气中的灰尘,煤烟或水滴上,有时会使水滴重得无法维持悬浮,掉落到地面上。

为了验证,雷丁大学的大气科学家吉尔斯·哈里森和同事研究了来自冷战时期苏格兰北部一个偏远岛屿上的气象站的降雨记录。他指出,他们之所以选择该地,是因为那里的降水受空气污染的可能性较小,而空气污染也可能引发降雨。

为了测量大气层的自然电场,研究小组使用了在伦敦附近收集到的数据——那里更容易获得这些数据。他指出,这两个地点的空气中放射性沉降物的水平可能相似,因为在内华达州和哈萨克斯坦等核试验尘埃到达英国时,辐射流早已扩散开。

研究团队的分析表明,1962年至1964年的辐射量与降水之间有很强的联系,在这个时期,平流层普遍存在着由地表进行核武器试验产生的辐射。研究人员前天的《物理评论快报》(Physical Review Letters)中报告说,在苏格兰站点,云层更厚,并且在辐射高于平均水平的日子里,降水增加了24%(根据大气电场的测量得出)。

通常,带相反电荷的粒子会吸引,并且类似电荷会排斥。罗德斯学院(Rhodes College)的理论物理学家班纳吉指出,像液滴之类的较大物体即使彼此具有相同的总电荷也可以相互吸引。这是因为当液滴彼此接近时,电荷会移动,使得液滴中彼此最接近的部分会形成相反的电荷,从而吸引。

他说,气象研究团队的发现可能对小规模的天气控制技术有启发。他建议,通过使用火花发生器或类似设备将大量带电粒子引入云层,研究人员可以“哄骗”那里的液滴聚结。哈里森认为,这还可以帮助天文学家更好地了解木星和海王星等其他行星的天气模式,这些行星的大气中充满了由闪电或宇宙射线的撞击产生的带电粒子。

原文:https://www.sciencemag.org/news/2020/05/can-nuclear-fallout-make-it-rain

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