文／中央氣象局科普網

2014年時，台灣地區面臨近十年來最嚴重的旱災，不但限制農業、工業大戶用水，更在2015年初對民生用水進行分階段限制，當時許多人因為限水的艱難而體認到節水的重要性。在長期沒有降雨的情況下，挑選適當時機進行人工增雨以緩解乾旱，是解決方案之一。以下就讓我們介紹人工增雨的原理與方式。

原理

以往「人工增雨」被稱為「人造雨」，但人造雨並不是從萬里無雲的天空中平白無故製造出雨滴，而是利用科學的方法與技術，影響雲的降水過程來增加降水量，也就是讓本來就會下雨的雲「加快」或「加強」雨水形成的過程，為了避免詞義上的錯覺產生誤導，所以正確的說是「人工增雨」，又稱「種雲 （Cloud Seeding）」。

暖雲與冷雲

不同類型的雲層因為降雨的原理不同，所以人工增雨的方式也必須隨之調整。地面蒸發或植物蒸散的水蒸氣上升到高空後，因溫度降低而凝結成雲。若雲的溫度高於0℃，我們稱為「暖雲」。因為暖雲裡凝結的小水滴體積太小，不足以克服雲層內的浮力，所以不會落到地面，此時就需要經過碰撞、合併的過程，形成大水滴之後才能落下成為降雨。所以針對暖雲施行人工增雨的主要方式，是設法讓這些小水滴增大；例如，可以在雲層中噴灑水滴或吸溼性藥粉與液體（氯化鈉）等，讓小水滴透過碰撞、合併的過程而成長，最終克服浮力而落下成為降雨。

假如水蒸氣上升到溫度低於0℃的高度，形成的雲就稱為「冷雲」；冷雲是由冰晶與過冷水滴所組成，過冷水滴會附著在冰晶上逐漸長大到足以克服浮力而掉落。由於在落下過程中經過溫度大於0℃的區域，於是就會融解成水滴而形成降雨。但是若缺乏形成冰晶的條件，冷雲即使充滿過冷水滴也無法降雨；這時候就需要人工協助產生冰晶，最常使用的方式是在冷雲中噴灑乾冰或碘化銀。因為乾冰的溫度為-78℃，所以噴灑乾冰可以使雲的溫度驟然下降，在沒有冰晶核的情況下直接把過冷水滴變成冰晶；而碘化銀則可以作為冰晶核，能幫助過冷水滴凝固成為冰晶。這兩種化學物品都可以協助冷雲內的冰晶形成，達到人工增雨的目的。

方法

施行人工增雨的方法，大略可分為地面造雨法和空中造雨法兩種：

地面造雨法

地面造雨法是使用地面造雨器燃燒「人工增雨焰劑」，焰劑燃燒後形成煙粒隨熱空氣飄升到高空，當煙粒碰到冷雲內的過冷水滴時，就能作為冰晶核使過冷水滴凝結成冰晶，等到冰晶成長後最終掉落成為降雨。然而地面造雨法雖然經濟、安全，但卻不是最有效的方式。

空中造雨法

常見的空中造雨法，是利用飛行器在適當的高度噴灑如清水、乾冰或鹽粒等雲種，或是在雲底燃燒焰劑提供冰晶核。由於空中造雨法能夠有效地把雲種送入雲中，因此成效一般比地面造雨法好，但是成本也相對較高。

現況

台灣地區現階段施行人工增雨的作業是由經濟部水利署執行，水利署會根據中央氣象局提供的天氣預測資料，掌握人工增雨的施行時間與區域。由於台灣地區很少出現冷雲，因此人工增雨的方式一般為暖雲增雨。台灣常見的人工增雨方式有兩種：

1.

利用飛機在空中潑灑60到數百微米的霧狀雨胚，透過連鎖反應增強降雨的過程。

2.

在地面燃燒人工增雨焰劑，它會釋放1～5微米的吸水性或可溶性粒子，加速雨滴的碰撞以幫助降雨。

有水當思

無水之苦

以往台灣地區常在乾旱發生時才開始進行人工增雨，此時已經缺乏深厚雲層，反而不是最佳施行時機。近年來氣象雷達的資訊收集，加上高速電腦的運算模式輔助等，對施行人工增雨的適當時機與條件，已經累積相當豐富的經驗。根據學者的研究得知，燃燒碘化銀溶液的地面造雨方式平均可以增加10%降雨量，利用空中造雨方式則可增加至20%，所以人工增雨增加降雨的效果是可以預期。

由於台灣地區年降雨量變化很大，加上氣候變遷使強降雨發生機率增多，讓台灣的水資源分配相當不穩定，因此除了缺水時實行人工增雨可緩解旱象之外，平時遇到適當氣象條件及早實行人工增雨，則可穩定水資源供應，是積極管理水資源的方式之一。