為消滅颱風,曾有國家啟動「人工控制颶風計劃」…

2021-02-15 瞭望智庫

又到一年颱風季。

在沿海地區長大的孩子肯定還記得學生時代對颱風的期待——那意味著突如其來的額外假期,躲在屋裡看一整天電視的閒暇時光,還有風雨過後到池塘邊、田野裡、甚至大街上抓魚的趣味經歷。

不過對於大人們來說,颱風可令人頭疼萬分。雖然颱風的到來往往伴隨著利於農作的降水,但其破壞力也是不容小覷。建築設施、道路交通、甚至人畜安全都會在颱風過境時受威脅,這也讓颱風成為了大家眼中毫無疑問的天災之一。

那麼,有沒有什麼與之對抗,甚至消滅颱風的可能性呢?【註:颶風、颱風都是一樣的熱帶氣旋,只是不同地區叫法不同。】

 文 | SME

本文轉載自微信公眾號「SME科技故事」(ID:SMELab),原文首發於2020年8月4日,原標題為《在颱風面前,什麼「乘風破浪」聽起來都像個笑話》,不代表瞭望智庫觀點。

2005年颶風卡特裡娜吹襲後的美國密西西比州格爾夫波特

在上世紀40年代,還真有人提出過「消滅颱風」的瘋狂設想。彼時處於二戰尾聲的人們剛剛親眼見證了現代戰爭中武器的驚人威力,同時也隱隱生出了一種「人類的力量足以掌控自然萬物」的信念。

從用軍艦包圍並採取「萬炮齊轟」的戰術讓颱風「繳械投降」,到向颱風中心發射核武器將其「炸毀」,民間的各種驚人設想層出不窮。不過軍方及科學界當然一次也沒有嘗試過這些靠武力徵服颱風的計劃,因為他們早就見識過現代武器在自然之力面前的不堪一擊了。

不管是作用範圍還是產生的能量 核彈跟熱帶氣旋比起來都是小兒科

近現代部隊與颱風的第一次大規模「交鋒」發生在1935年。當時密謀著進一步發動全面侵華戰爭的日本軍隊頻繁進行軍事演習,1935年9月16日,日軍司令官松下元指揮的舊日本海軍第四艦隊準備在青松縣八戶海域進行演習。

在艦隊已得知可能有強颱風襲來的情況下,松下元自恃日軍船堅炮利,又想著在惡劣天氣中測試一下船艦的耐波性,於是下令繼續演習。當日下午,艦隊被捲入颱風中心。根據當時船艦上技術人員的觀測記錄,現場最大風速為124.2km/h,並出現了波高達20m的三角波。

由兩個以上不同方向波浪疊出的小三角波(圖中間位置)

在大風浪中形成的巨型三角波對船隻來說是致命的威脅

巨大的波浪挾裹著上萬噸海水從天而降,產生的拍打力量是極其驚人的。在颱風中兩艘日軍驅逐艦直接被波浪斬下艦首,三艘驅逐艦被拍爛了船頭,一艘重巡洋艦艦首龜裂變形。另外還有包括鳳翔、龍驤兩艘航空母艦在內的共計19艘船艦遭到重創,45名船員在風暴中喪生。

這一場日艦與颱風的「遭遇戰」結果,其損失不亞於一次中小型的海戰。由此也讓日本人再次見識到了暴怒大海的威力,日軍很多船艦因為這一事件回爐進行了徹底的改造。

被巨浪斬首後拖回的無首「夕霧號驅逐艦」

提到艦隊與風暴的遭遇史,就不得不提起一個著名的美國將軍——「風暴之子」哈爾西(William Frederick Halsey)。他是美國海軍五星上將,在二戰太平洋戰爭期間擔任美軍第三艦隊司令,對抗日本在此地區的擴張。

綽號「公牛」(Bull)的他以兇猛的指揮風格與極強的進攻欲望著稱,儘管其指揮能力後世有所爭議,但毫無疑問在法西斯勢力曾氣焰高昂的二戰中,哈爾西這樣一個好鬥的指揮官是盟軍中最能振奮士氣的精神領袖。

威廉·哈爾西(William Frederick Halsey)

哈爾西打過很多漂亮的勝仗,當然也有過指揮不當的失誤。但他絕對想不到的是,自己的軍旅生涯會遇上颱風這樣一個比人類難纏一百倍的對手,還差點斷送了自己的前程。

1944年12月,哈爾西率領第三艦隊在菲律賓附近海域騷擾襲擊當地日軍機場。當艦隊在給輕型驅逐艦加油時,颱風「眼鏡蛇」(Typhoon Cobra)突然襲來。船艦在逐漸增強的風中很快開始搖晃,而此時大意的哈爾西做了第一個錯誤決策:「繼續加油,把油加滿船吃水深一點不就不晃了嘛。」

隨後夏威夷的天氣預報系統向他發出了警告,他們預測颱風將向北行進,建議艦隊疏散避風。而哈爾西自己隊伍中的工作人員卻給出了不同的預測結果,這讓他拒絕了來自夏威夷的建議,並要求第三艦隊的艦艇保持編隊前進。

哈爾西的海軍艦艇雷達捕捉到的颱風結構(這次風暴是歷史上雷達觀測到的第二次熱帶風暴,發生地位於菲律賓群島以東)

這一前進,就恰好落入了颱風眼鏡蛇風力最強勁的內部區域。據記錄,當時海上最大風速達到了160km/h,浪高超過21m。

像日本第四艦隊事件一樣,船艦遭到巨浪的衝擊和拍打造成不同程度的損毀;同時傾斜搖晃的船體導致航母機庫中的飛機相互撞擊而爆炸起火;另外大浪也使很多船艦在起伏中傾覆,輕者海水淹入煙囪導致發動機失效只能隨波逐流,重則直接沉沒……

最後統計這次事件中有三艘驅逐艦沉沒,146架飛機炸毀,9艘船艦損傷嚴重直接報廢,並有790名美軍喪生。因為這件事情,戰功顯赫的哈爾西還上了海軍調查法庭。最終雖然沒有處罰他,但哈爾西還是暫時將艦隊指揮權轉交出去了。

被帶入颱風「眼鏡蛇」中心的美國海軍蘭利號(CVL-27) 1944年12月18日攝

不過到此,哈爾西與颱風的緣分仍然未盡。之所以「公牛」哈爾西會被後人戲稱為「風暴之子」,就因為他一輩子率領第三艦隊踏入了兩次颱風陣心……

1945年6月上旬,衝繩島戰役進入最後階段。這場戰事曠日持久到美國海軍上將尼爾茲(Chester William Nimitz)破例讓艦隊指揮官輪番上陣,也因此哈爾西在艦隊受颱風眼鏡蛇重創4個多月後再次被恢復原職,並率領第三艦隊上陣替換下海軍上將雷蒙德的第五艦隊。

然後,他就又遇上了一股名為「康妮」的颱風。再次指揮艦隊扎入颱風中的哈爾西這次雖然沒有艦船沉沒,但在風浪中多艘艦船相撞也造成了一定程度的損傷。同時有75架飛機炸毀,70架飛機嚴重受損,還有6人落水失蹤。

飽經風浪的哈爾西艦隊成員

三個月後日軍正式投降,凱旋而歸的哈爾西受到美國人熱烈的歡迎,更被授予美國海軍五星上將的至高軍銜。但兩次誤入颱風帶來的人員、船隻、飛機等巨大損失是伴隨著他一生的爭議與汙點。

我們可能永遠也無法得知哈爾西上將在率領艦隊面對風暴時究竟是怎麼想的,但可以確定的一點是:美國海軍歷史上,沒有人比哈爾西更懂颱風

海軍上將尼米茲在密蘇裡號上簽署接受投降文件

他身後站著道格拉斯·麥克阿瑟將軍,福勒斯特·謝爾曼海軍少將和哈爾西(中間)

既然用武力根本無法對抗颱風,那麼有沒有其他的途徑呢?比如科學。

1946年,美國科學家沙佛(Vincent Schaefer)首次成功用乾冰製造出了人工降雨和降雪,這是人類控制天氣科學史上的裡程碑式進展。結合哈爾西將軍一年前在颱風中暈頭轉向的悲慘遭遇,科學家們也產生了一個大膽的想法:雲可以被控制,那麼颶風應該也可以吧?

於是在1947年,美國通用電氣公司、美國陸軍、海軍、空軍聯手啟動了一個野心勃勃的「人工控制颶風計劃」(Project Stormfury)

人工控制颶風計劃的成員合影 攝於1966年

1947年10月13日,工作人員終於等到了一個正在形成的颶風。項目組出動了B-17和B-29這兩架戰時的重型轟炸機沿著颶風的雨帶撒播了將近180磅(約81公斤)的乾冰,然後觀測颶風的變化。

結果呢,颶風的強度和範圍並沒有多大變化。但可怕的是原路徑正在遠離美國本土的颶風瞬間轉向,直撲喬治亞州並在附近登陸,變成了一次「人造」天災。因此在公眾的譴責下該計劃被迫關停,項目組因此被訴訟了長達59年。

1947年Cape Sable颶風路徑圖

到了1954-1955年間,美國接連遭受了幾個大颶風襲擊,幾百人死亡。美國氣象局藉此機會重啟颶風研究計劃,並進行了更為詳細的模型解析後才批准了實際實驗。科學家們認為重點還是在改變颶風眼壁上,可以有效削弱颶風強度。

1961年9月16日,美國海軍飛機將碘化銀(作用與乾冰類似,讓過冷水結晶)撒播在颶風的眼壁上進行觀測實驗。據記錄,風力因此減弱了10%。第二天他們又將碘化銀撒播在了眼壁外的其他位置,這次風力沒有變化。據此,氣象局宣布實驗「成功」。

高空視野下的颶風邊緣雨帶景觀

隨後幾十年時間裡,美國又投入了數百萬美元來進行類似項目的研究。基本上所有的實驗都成功「通過散播碘化銀讓颶風減弱」。但實驗者始終秉承著「只有10%以下機率接近居住區的颶風才能成為實驗體」、「必須是眼壁明顯的強風暴」等等原則,這讓研究的實用性幾乎為零。

怕實驗失敗被民眾譴責不敢冒險,美國人就把主意打到了亞洲這邊來。1976年他們試圖在日本附近海域做類似的實驗,但是有了前車之鑑,雖然日本人同意承擔颱風變向登陸的風險,同樣要承擔風險的我們可不同意。

在中日邊緣路徑詭異的2016年第10號颱風獅子山

令人失望的是,由於後續觀測手段的發展,科學家們發現了幾十年來實驗的一個致命漏洞:上升氣流太弱的颱風中其實幾乎沒有過冷水,並且自帶大量冰晶。也就是說在颱風中撒播乾冰或者碘化銀的實驗行為沒有任何意義。

由於這個發現,所有的「人工影響颶風計劃」都於1983年被關停了。也因此,人類至今對颱風只有避與防兩種實際可行的應對方式。

破壞性十足的熱帶風暴永遠是人類需要共同面對的天災

當然我們也不能否定美國科學家們幾十年來的實驗意義。歷史上任何一個最終成功的科研結果,都是靠無數次的失敗經驗堆出來的。

我們唯一能明確否定的,就是把軍艦領進颱風中的迷惑操作。

張召忠說139:太剛了!美國海軍上將拿軍艦戰颱風,誰輸誰贏?黃智平 人類能控制颱風嗎 貴州氣象 1996年02期
雪歌 人工影響颶風計劃(1962-1983) 科學松鼠會 2009.12
Wikipedia:Tropical cyclone、第四艦隊事件(だいよんかんたいじけん)、William Frederick Halsey Jr. Typhoon Cobra

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