現代人造雨之父─Irving Langmuir
現代人造雨之父 — Irving Langmuir
國立臺灣大學大氣科學系蔡宜君博士
科學家歐文·朗繆爾(Irving Langmuir,1881-1957)出生於美國紐約,1906年於德國Georg-August-Universität Göttingen完成博士學位,師事1920年諾貝爾化學獎得主瓦爾特·能斯特 (Walther Nernst,1864-1941)。朗繆爾是物理及化學家,專精於物質表面現象,例如蒸發、吸附等,他所發現的單分子吸附層理論亦被命名為Langmuir isotherm;1932年因其在表面化學的貢獻卓越,獲得諾貝爾化學獎。但朗繆爾更廣為人知的事蹟,則是他返回美國後,在通用電器公司實驗室(General Electric research laboratory,GE)任職期間(1909-1950年),對於人造雨方法上的創新。
所謂人造雨(種雲),就是人為加速降水發生的過程,因此想要讓人造雨有效果,必須對於成雲致雨的物理過程有清楚的瞭解,才知道如何選擇適合的種雲催化劑。現代人造雨方法主要分為冷雲種雲(0oC以下,以冰晶為主)以及暖雲種雲(0oC以上,以水滴為主)兩種類別,可以說都是站在雲物理學的基礎上所做的應用。1946年朗繆爾指導文森‧舍弗(Vincent Schaefer,1906-1993)從事過冷雨滴的實驗,但冰箱的溫度卻一直降不下去,舍弗決定把乾冰 (固態的CO2)加到冰箱,意外發現乾冰可以把溫度降到-40oC,促使冰晶同質核化過程發生,產生大量冰晶。同年稍晚,他們從飛機上對一片位於4公里高度、溫度約-20oC的層雲灑下乾冰,大約5分鐘後,雲內大量冰晶形成並下落,在雲下下落了約1公里才蒸發。舍弗發現乾冰種雲的技術,也啟發了同樣任職於GE的伯納德·馮內古特(Bernard Vonnegut,1914-1997),在1947年提出碘化銀種雲的技術,而這兩種種雲劑目前在人造雨實驗上仍被廣泛使用。