核泄漏能让天气下雨吗?

2020-05-17 22:50:04

放射性尘埃很少是一件好事。但新的研究表明,冷战时期核试验释放的带电粒子可能通过触发空气中的电荷,导致水滴聚合,从而增加了距离试验场数千公里的降雨量。

美国、苏联和其他国家在20世纪50年代和60年代初经常在地面上试验核武器。尘埃含有放射性元素的魔鬼鸡尾酒,可以在大气中产生微妙的影响。放射性衰变过程中释放出的带电粒子可能会撞击周围的原子和分子,将它们撕裂,产生更多的带电粒子。然后,一阵阵的带电粒子可以掠过大气中的尘埃、烟灰或水滴,有时会使这些水滴足够大,以雨的形式落到地面上。

为了了解地面核试验是否真的增加了降雨量,雷丁大学(University Of Reding)大气科学家贾尔斯·哈里森(Giles Harrison)和他的同事查看了苏格兰北部一个偏远岛屿上气象站的冷战时期降雨量记录。他指出,他们之所以选择这个地点,是因为那里的降水不太可能受到空气污染的影响,空气污染也会催生云层并引发降雨。

为了测量大气的自然电场,研究小组使用了在伦敦附近的一个地点收集的数据,在那里这样的数据更容易获得。他指出,这两个地点空气中的放射性尘埃水平很可能是相似的,因为来自内华达州和哈萨克斯坦等试验场的辐射羽流在到达英国时已经广泛扩散。

该小组的分析表明,从1962年到1964年,地面核武器试验产生的尘埃普遍存在于平流层,尘埃与降雨量之间存在着强烈的联系。研究人员今天在“物理评论快报”(Physical Review Letters)上报道,在苏格兰的这个地点,当尘埃水平高于平均水平(根据对大气电场的测量得出的结果)的时候,云更厚,降雨量高出24%。

通常情况下,带相反电荷的粒子相互吸引,带相同电荷的粒子相互排斥。但罗兹学院(Rhodes College)的理论物理学家舒布霍·班纳吉(Shubho Banerjee)表示,液滴等较大的物体即使总体电荷相同,也可以相互吸引。巴纳吉没有参与这项研究。这是因为当液滴彼此靠近时,电荷会移动,使得液滴中距离彼此最近的部分形成相反的电荷,从而产生吸引人的电荷。

班纳吉说,研究小组的发现可能会对小规模的天气控制产生影响。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中,研究人员可以诱使那里的液滴聚合。哈里森认为,这也可以帮助天文学家更好地了解其他行星上的天气模式,如木星和海王星,这些行星的大气层充满了闪电或宇宙射线撞击产生的带电粒子。