一、引子
2023年8月14日，一篇题为《挫败乌军袭击克里米亚大桥，俄罗斯用上烟幕》的报道刊登在新华网军事栏目上：“乌军12日接连三次发射导弹攻击克里米亚大桥，但所有导弹均被俄军拦截。……在这次应对乌军袭击的行动中，俄罗斯还使用了烟幕。俄罗斯《论据与事实周报》12日报道称，俄军事专家弗拉季斯拉夫•舒里金在谈论保护克里米亚大桥的方法时表示，俄罗斯使用烟幕保护大桥是有效的。”文中提及的“使用烟幕”这一话题，似乎与气象学研究毫不相干，然而这仅仅看到的是事物的表象。下面让我们逐一道来，先介绍我国第一篇关于“人工造雾”方面的论文——《人工造雾试验报告》的两位执笔人王彬华先生和秦曾灏先生，再介绍该文的诞生过程及其主要内容。
王彬华，男，1914年3月5日生于安徽省寿县，2011年4月13日逝世于青岛，享年97岁。他原名王华文，字彬华，后以字行。他是我国著名的海洋气象学家。
1934年考入国立山东大学物理学系，1935年开始师从中国近代气象事业的开创者蒋丙然先生攻读气象学，1938年春转入国立中央大学物理学系。后在国立中央研究院气象研究所、四川省气象测候所工作，1941年考入中央气象局，1944年在国民政府军事委员会军令部二厅技术室工作。1945年9月被任命为青岛观象台台长，1948年3月组织编撰出版了《青岛观象台50 周年纪念特刊》，新中国成立后青岛观象台改名，他继续任台长。1956年调入山东大学，在海洋学系创建了海洋气象专业，1959年起担任山东海洋学院海洋水文气象学系副主任。
从20世纪40年代起王彬华就关注海上天气，特别是海雾预报问题，并不断积累资料写出论文。在“文革”以前，他就写好了《海雾》草稿，准备作为毕业班学生的专题讲义，但“文革”期间书稿不幸在“破四旧”的名义下被焚。“文革”结束后，他根据回忆重写了《海雾》一书，由海洋出版社出版，并于1983年获全国优秀科技图书二等奖，旋联邦德国Springer-Verlag出版公司将其列为“海气交换丛书”之一翻译出版，1985年该书被译成英文Sea Fog，在世界各地出版发行。
秦曾灏，男，1933年7月13日生于浙江省慈溪县，我国著名海洋气象学家。1956年夏南京大学气象学系毕业后，在该系担任见习助教。1957年初被分配到山东大学海洋学系任教，从此开始了海洋气象学的教学和科研工作。1959年3月山东海洋学院成立后，他转入海洋水文气象学系（1980年改名为物理海洋与海洋气象学系）任教，曾任系副主任。1983年经教育部批准，学校建立物理海洋研究所，他任副所长。
早在20世纪70年代初，山东海洋学院接受了国家有关渤海风暴潮的调查研究任务，成立了以秦曾灏为负责人的研究团队，在国际上首创了超浅海风暴潮理论，为我国风暴潮预报奠定了理论基础。该成果先后获1978年全国科学大会奖(集体)和1982年国家自然科学三等奖(秦曾灏为第一受奖人)。1982年，他牵头组织向国务院学位委员会申请海洋气象学博士点，该博士点于1984年获批，成为我国首个海洋气象学博士点，他也成为改革开放后国务院学位委员会批准的第二批博士生导师。
1985年，他调任中国气象局上海台风研究所研究员，后兼任上海市气象局副局长、上海区域气象中心副主任。1986年，任中国气象学会海洋气象学委员会主任委员。1987年，任中国风暴潮和海啸研究会第二届理事会副理事长。
二、历史背景
本文所要介绍的是由王彬华先生和秦曾灏先生联合执笔的《人工造雾试验报告》，该论文发表在1959年《山东海洋学院学报》创刊号上（从第50页至第64页）。
1959年《山东海洋学院学报》创刊号封皮和目录
王彬华和秦曾灏两位先生为什么要写这样一篇论文？当时的历史和科学背景是怎样的？我对此充满了好奇。由于王彬华先生已于2011年4月13日逝世，有关问题只能求教于还健在的秦曾灏先生。
2023年8月23日21时04分，我给在上海生活的秦曾灏先生发微信：“秦老师您好！我查阅到1959年王彬华先生与您合写的‘人工造雾’的论文，可否请您介绍一下当时背景？”2023年8月24日下午14时20分，秦曾灏先生与我微信通话28分31秒，介绍了他们写作该论文时的背景。
1958年，“大跃进”运动在全国范围内从各方面开展起来，浮夸风盛行，也必然影响到高校的教学、科研等工作。秦曾灏先生谈道，当时他刚从南京大学气象学系被分配到山东大学海洋学系任教不久，工作经验和社会生活经验都很薄弱。但当时正值壮年、人生阅历丰富的王彬华先生却非常睿智，他既不能“不作为”，又不愿“乱作为”，于是他就在教研组里提出开展“人工造雾”试验的想法。鉴于王彬华先生的学术成就和个人威望，大家都同意与他一起带领学生开展“人工造雾”试验。
三、主要内容
《人工造雾试验报告》一文的执笔人是王彬华和秦曾灏，试验者署名是“人工天气小组”，以脚注对“人工天气小组”作解：“人工天气小组由海洋系天气学气象学两个教研组王彬华、孙月浦、于宝琛、杨文民、秦曾灏五位教师及海洋气象专业二、三年级唐述安、王衍明、徐立盛、马桂才、于瑞莲、毕琳、于慎余、贾绍德、常美桂、景升琦、杨为欣、王骥等十二位同学，共计十七人组成。” 全文由“㈠试验方法和过程、㈡四次试验实况、㈢几点意见、致谢”四个部分组成，该论文并无参考文献。
在《人工造雾试验报告》导言部分写到：
1958年11月，我校海洋系气象学天气学两个教研组部分教师及海洋气象专业二、三年级部分同学所组成的人工天气小组，决定进行人工造雾试验，在做好一系列的准备工作以后，于12月1日开始试验。从1日到5日共准备了五次试验，由于3日天气条件不好，从00时—04时风力强劲，不适于雾的形成和持续(我们几次试验，都是在子夜以后开始布置，黎明前后进行)，因而取消这次试验，实际上只在1、2、4、5日四天内进行四次试验，现在把试验的方法、过程、每次试验概况以及今后应如何推广改进的几点意见，分述于后。
开展人工造雾试验有什么意义？在该论文的第一部分“试验方法和过程”中写到：
人工造雾试验，对我们小组成员来说，还是首次尝试，因此应该怎样做才好，并没有什么把握。好在每次试验前都经过讨论准备，试验后会商总结，不断改进工作方法，尽可能选择并掌握成雾的有利条件，终于完成了人工造雾试验，并获得成功。人工造雾的成功，不仅可以应用在国防上，而且在农业上预防霜冻，亦具有更广泛更现实的重要意义。
从以上一段文字看来，王彬华先生在开展“人工造雾”试验前，就已经充分认识到开展这项试验的重要性。该论文虽然没有列出相关的参考文献，但根据王彬华先生深厚的国学和现代科学功底，他肯定早在谋划开展“人工造雾”试验前就博览群书，充分认识到了“人工造雾”不仅可以应用到国防上，而且在农业预防霜冻方面也具有重要意义。由该论文可见，王彬华先生对“人工造雾”重要性的认识是多么具有前瞻性的。
如何开展“人工造雾”试验？《人工造雾试验报告》在“试验方法和过程”中写到要高度重视以下三个条件：
⑴气象条件
进行“人工造雾”，并使雾可以比较长时间的持续下去，最理想的气象条件应该是：相对湿度大，风力小。冬季在青岛选择这样的天气条件还不是很困难的。只要没有象寒潮那样大型天气系统的影响，一般地黎明前后的相对湿度，常在80%以上，风速常常不足3~5米/秒，对于“人工造雾”的成功，已经具有很好的气象保证条件。
⑵地形的利用
本组造雾是采用燃烧赤磷的办法进行的，因此燃磷地点的选择是很重要的。在地点选择上，应从两方面考虑：第一，注意当时风向，应把燃磷地点选择在来风方向，使得燃烧后的磷烟，可以随微风飘移到所要造雾的地区。当时如为西北风，便需把燃磷地选择在所要造雾地区的西北面，距离造雾区最近外缘约计50~100米左右。第二，应选择低洼地点作为燃磷地，一般约比造雾区的地面高度低20~30米就够了。因为初燃磷时，磷烟常常直上20~30米高度以后，才分向四周，并随风飘移，燃磷地点在低处，等到磷烟直升以后再行分散时，恰好相当于造雾区的地面高度，利于雾的形成。如果在平地上燃磷，磷烟上升后不容易下降，纵然成雾 (或近似低云)，雾层也太高，大大降低了地面防霜的作用。
⑶药剂的处理
前面说过本组采用赤磷作为造雾原料，赤磷在燃烧过程中生成了磷酐(P2O5)，磷酐具有强烈的吸湿性，它可以作为凝结核，使空中水分凝聚其上而成雾。它的化学反应式是：
P2O3+ 2[O] → P2O5
P2O5 + 3H2O → 2H3PO4
本组有些人曾经设想，在赤磷中加上气化剂助燃，可能燃烧会更旺盛些，也曾经用硝酸钾(KNO3)和氯酸纳(NaClO3)作过试验，结果并不好，而且还易爆炸，发生危险。
赤磷价格不高，也没有毒性，在燃烧和凝结过程，还可以放出热量，使地面和低层空气的温度升高，本身就可以起到防霜防冻作用，况且成雾之后，雾层阻止了地面长波辐射，加强贴地层空气的保温作用，从而达到防霜的目的。
而对于每次试验过程的工作程序，《人工造雾试验报告》是这样写的：
(1)首先研究气象条件，决定能不能进行试验。如果可以，便视当时风向，确定燃磷地点及各磷堆的排列方向。
(2)根据当时风向风速，估计成雾区的分布，决定各固定气象观侧组的观测地点，以及流动气象观测组的人数和组数。
(3)确定燃磷人员及巡视并记载雾区分布的人员。
(4)各气象观测组均使用阿斯曼通风湿度表，观测干湿球温度，并测风向、风力、大气能见度和云及天气现象，规定在燃磷前10分钟起即始观测，每隔5分钟观测一次，直到雾消(或转淡)时为止。
(5)试验进行中指定联络人员传达各组工作情况，或遇实际情况与事先估计情况有出入(如雾区的改变)时，以便研究变更针划。
根据上述试验方法和过程，一共进行了四次试验，每次试验以后，讨论总结，保持优点，改正缺点，并安排下一次的试验计划，因而获得了一次此一次成功的试验结果。
在《人工造雾试验报告》的第二部分“四次试验实况”中，详细记录了12月1日、2日、4日和5日四次试验的气象信息，不仅有试验现场(今青岛市市南区鱼山路5号)的详细地图，而且还有“人工造雾”试验前后的现场效果照片。如：12月1日进行的第一次试验，早4时45分就开始准备，用赤磷5斤和硝酸钾1.5磅，混拌后在阴岛路（今红岛路）东北方向大沟内(沟低于路面10~20米)分四处堆放，堆堆之间的距离30~50米。定点气象观测站设在大沟东南侧，6时05分开始气象观测，6时15分燃磷烟浓密，先直上，后随微风向南及西南方飘移。6时20分南及西南方有雾，由于房屋屏障，分两支移动发展，一支从劳动村顺阴岛路向八关山宿舍飘移，一支从气象观测站向文学馆西北面的夹道延展。距燃磷地较近的大沟内以及劳动村北面的雾中杂有磷烟，色发黄，混合存在，不是纯雾。待磷火将熄，磷烟与雾渐淡，距燃磷地较远地区，底部有雾，上部似仍有轻雾。
在该论文的第58页至第64页，还给出了信息量大、内容丰富的4张记录表，详细报告了“四次造雾试验”的观测记录，包括：试验地点、观测地点、观测序次、观测时刻(小时-分钟)、气温(干球、湿球、较差)、湿度(相对湿度、绝对湿度)、风(风向、风速)、大气能见度(东、西、南、北)、云(云状、云量)、日照和天气，最后是备注，供记录试验过程中出现的特殊事项。其中表1记录的是12月1日开始的“第一次人工造雾记录”，试验地点在“劳动村北面大沟”，观测地点在“劳动村北面大沟南岸”，观测时间从早6时05分开始，每间隔5分钟有一组关于气温(干球、湿球、较差)、湿度(相对湿度、绝对湿度)、风(风向、风速)、大气能见度(东、西、南、北)、云(云状、云量)、日照和天气的记录数值。
对论文《人工造雾试验报告》的主要内容总结如下：1958年12月1日至5日，王彬华先生等五位老师带领十二名学生，在青岛市市南区鱼山路5号校园内进行了四次成功的“人工造雾”试验。在试验过程中，充分考虑了气象条件和对地形的有效利用，以达到最佳的造雾效果。通过试验不仅掌握了人工造雾的基本方法和技巧，还对如何有效利用气象条件和地形进行更好的人工造雾有了更真切的理解和实践。
四、历史价值与意义
常言道：没有对比就不知道价值。
“人工造雾”这一术语对应的英文是artificial fog，磷酐(P2O5)对应的英文是phosphorus pentoxide，我们很容易利用Bing搜索引擎，输入上述两个英文关键词搜索到了卡尔斯潘先进技术中心公司于1980年1月完成的、级别标识为Level II的、题目为《亚饱和条件下产生的人工雾的实验室研究》的报告。该报告书封面显示，报告在公司内部登记编号是Calspan Report No. 6510-M-1 Final Report，项目合同号是N00019-79-C-0339，项目完成人是E. J. Mack和J. T. Hanley。报告书的第二页显示，该报告是在位于美国华盛顿特区的美国海军航空系统司令部完成的项目(代码为AIR-310C)，报告完成时间是1979年4月23日至1980年1月31日，报告全部内容有37页。该报告的内容原来是保密的，后被解密。虽然我们可以利用Bing引擎搜索到该解密报告是存放在https：//apps.dtic.mil/sti/pdfs/ADA081866.pdf网站上，但国内用户一直无法下载，只能求助于在国外的留学生帮助下载。
卡尔斯潘公司是美国一家著名的高科技公司，成立于1943年，隶属于美国纽约布法罗市的柯蒂斯-赖特飞机部门的研究实验室，也是一家著名的军工企业。
经认真阅读卡尔斯潘公司完成的《亚饱和条件下产生的人工雾的实验室研究》报告得知，该项“人工造雾”实验是在公司一个容积为590立方米的实验仓(Chamber)内进行的，该实验仓直径约9米，高约9米，最大限度地减少了“墙壁效应”，为消光测量提供了相对较长的路径长度。实验仓完备的空气处理能力允许在每次实验前去除几乎所有的颗粒和气体污染物，引入特定的气溶胶，并将仓内空气相对湿度控制在20%至98%。该报告还提供了试验设施的剖面图以及与该项实验有关的仪器清单，仪器设备的具体细节可以在列出的参考文献里找到。
通过对比发现：1980年1月卡尔斯潘公司开展的“人工造雾”试验是在实验仓内完成的，显得豪华气派，试验报告内容也详尽、周密。而1958年12月初，王彬华先生带领师生们开展的“人工造雾”试验，是在室外开展的，费用低廉，条件简陋，但试验报告的内容却一点也不马虎、粗糙，而是尽可能地详尽、细致。从1958年12月2日的第二次“人工造雾”记录(《山东海洋学院学报》创刊号第59页表2)来看，当时的观测员秦曾灏甚至记录了用于观测的温湿计编号为“33185号”等信息。这是多么认真、负责的工作态度！正如该论文另一位执笔人秦曾灏先生发我的微信所言：“1958年，我们是在有利于成雾的自然条件下，利用分散布点燃烧赤磷的方法，进行人工造雾的野外现场试验研究，虽使用监测手段简陋，但实施方案合理，能获得基本成功和可信的科学结论，在当年时代背景下，这种坚持科学求真不动摇的精神，不贻误读者，得以自慰。且不谈学术水平，美国用相同方法在室内对不同的相对湿度条件，对人工成雾进行控制性试验，对气溶胶大小进行光谱研究，至少在时间上落后我们两个十年。”
时光如梭，1958年王彬华先生带领师生们首次开展“人工造雾”试验转眼已经六十五年过去了。从目前的时间坐标点来比较“海大人”与美国人首次开展“人工造雾”试验精准程度，其科学意义已显得不太重要，但其历史价值更显辉煌。
五、致敬前辈
《人工造雾试验报告》第一执笔人王彬华先生，永远是我学习的楷模。他对待科学、事业、国家、民族的赤诚，对待友人、同事、学生的和善，以及对待困难甚至厄运所表现出的惊人智慧、平和心态，是超乎常人的，是全体海洋气象专业师生学习的榜样。关于王彬华先生众多生动感人的生平事迹，我在这里不再赘述。
特别幸运的是，2009年3月5日，我与当时中国海洋大学海洋环境学院院长徐天真教授一起去王彬华先生家中看望过他。当天是他95岁生日，我们是特意去向尊敬的王先生表示祝贺和慰问的，并有照片留念。
2009年3月5日，本文作者傅刚与王彬华先生（右）合影
令人非常高兴的还有，2022年6月30日，我在青岛再次见到了阔别已久、年近九旬但身体健康、侃侃而谈的秦曾灏先生，我曾写小诗向秦老致敬并留念：
风云际会漫宇宙，
穿经越纬写春秋。
海气作用孕风暴，
旋转反馈促对流。
波涛滚滚通四海，
霆雷荡荡达五洲。
驱散迷雾瞰沧海，
万古长河竞风流。
2022年6月30日，本文作者傅刚在青岛与秦曾灏先生（左）合影
2024年3月5日，是王彬华先生诞辰110周年。2024年10月10日，是王彬华先生的老师蒋丙然先生等人发起的中国气象学会成立100周年纪念日。2024年10月25日，还是中国海洋大学建校100周年纪念日。在这个特殊的日子里，我撰写此文回顾我国第一篇“人工造雾”论文诞生的过程，回忆那段如火如荼的岁月，向我国海洋气象学的老前辈王彬华先生和秦曾灏先生致敬，以期后学们鼓足干劲，再接再厉，把老一辈科学家开辟的海洋气象学事业传承好、发扬好。
本文引用了中国海洋大学海洋与大气学院盛立芳教授等撰写的秦曾灏人物小传部分内容，特此致谢！另外，本文初稿在2024年3月4日完成后，呈送秦曾灏先生和王彬华先生长子王立玮先生斧正，得到两位先生的积极鼓励和肯定，深表谢忱。
（作者系海洋与大气学院教授）
编辑：李华昌
责任编辑：李华昌
