利用雷射準確預告暴風雨

烏雲密佈，伴隨著電閃雷鳴，漸漸逼近。但它們是乾打雷，不下雨，一會兒就過去呢，還是馬上就會有傾盆大雨，從天而降？這個對房主和消防隊來說非常重要的問題，將來將有一種新的測量方法，可以準確地予以回答。這種方法，是德國柏林的自由大學和法國裡昂大學的科研工作者共同開發出來的。

為此，負責該項目的韋斯特和沃爾夫兩位教授，把目光，集中到一種特殊的雷射上。這種雷射可以在大氣層中生成凝結核。利用凝結核，他們可以推斷出，空氣中所含的水蒸氣，是否達到了飽和狀態。假如達到了的話，在凝結核的表面，就會生成小水珠。如此一來，他們就可以預告當地即將面臨的降雨情況。

科學家們為此選中的雷射，其脈沖長度非常短暫，只有毫微微秒，也就是10的負15次方秒的持續時間，但是卻擁有極強的能量，其功率有幾個太瓦，也就是10的12次方瓦。雷射強度在雷射束橫截面上的分佈呈鐘形，也就是中心的雷射最強，越靠邊緣，強度越弱。

這樣一來，在雷射束的中心部位空氣折射率的提高，就要比在邊緣部位強，由此產生聚光鏡的效應。結果是雷射束中心的強度變得更強，以至於強到可以離子化空氣中的分子。空氣分子的離子化，又會導致雷射束橫截面上電荷分佈的改變。而這一改變反過來又會降低空氣的折射率，使得雷射束開始散焦。這樣一個聚焦－散焦的相互作用、交替變化的過程，最終會達到一種穩定狀態，生成一根細線般、由電子和離子構成的混合體棗所謂的等離子絲。

等離子絲所起的就是凝結核的作用。隨後，科學家們再利用另一束雷射來觀察凝結核上的水滴生成情況，以此測量空氣中的水蒸氣飽和程度。通過這種方式，他們便可以預告方圓幾公里之內的小片地區，降雨量將會有多大。

韋斯特教授介紹說：「這種光學法的優勢在於，人們不需要向大氣層釋放什麼物質。除此之外，我們還可以三維測量空間的狀況。」這一類數據具有實際的應用價值，比如說預防冰雹。假如數據顯示冰雹在即，那麼人們便可以派飛機在空氣中撒播起凝結核作用的碘化銀，促使雲層提早降雨。這種催降法的成功率和空氣中水蒸氣飽和程度的測量精度密切相關。至今，人們都無法在地面測量空中的水蒸氣飽和程度。

申請專利，高校出面

新方法的開發成功，為柏林的自由大學，帶來了有史以來的第一項專利。這並不是說，在自由大學的校園裡至今還沒有誕生過值得登記專利的科研成果。但是，在2001年2月所謂的雇員發明法修正法問世之前，在德國專利和商標局給自己的發明登記專利，是教授、講師和助教們自己的事。現在，所有的高校職工都必須向學校通報他們的發明。假如學校有關部門決定，把這個發明歸為己有的話，那麼，所有的商業利用權，以及登記專利的責任都將轉移到大學的名下，同時，發明者也還可以繼續享有分紅的權利。

韋斯特教授對通過大學登記專利的做法表示非常高興。他介紹說：「登記專利不是一件簡單的事。我已經登記過多項專利，但每次都需要一個工業界的合作夥伴，負責具體事宜，承擔費用。」因此，他認為，現在由高校出面辦理這些手續是一件好事。整個的登記過程將會簡化，辦理速度也會加快。同時，發明者發表學術文章，介紹他的發明內容，也基本上不再會受到妨礙。