種雲

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

Irving Langmuir (圖片來源：維基百科)

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（0^oC以下，以冰晶為主）以及暖雲種雲（0^oC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-40^oC，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-20^oC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。