人工降水用人为手段增加云的降水量

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人工降雨技术操作规范

人工降雨技术操作规范

人工降雨技术操作规范1. 概述人工降雨技术是一种通过人工手段增加降水量的方法,广泛应用于干旱地区和水资源短缺的地方。

为了确保人工降雨的有效性和安全性,制定并遵守操作规范是至关重要的。

2. 气象条件判别在进行人工降雨操作之前,必须对大气环境和气象条件进行准确判别。

主要包括以下几个方面:2.1 气温和相对湿度:适宜的气温和相对湿度有利于形成云层和降水。

2.2 风速和风向:风速和风向对云层形态和降雨分布有重要影响。

高风速和不稳定的风向可能会降低降雨效果。

2.3 云量和云形:云层的云量和云形对降水量和雨水分布方式有影响。

适宜的云层条件利于人工降雨操作。

3. 设备准备和操作程序3.1 设备准备3.1.1 人工降雨发射器:确保发射器处于良好工作状态,进行必要的检修和维护。

3.1.2 储备材料:准备足够的云凝结剂或其他相关添加剂。

3.1.3 通信设备:确保人工降雨操作人员能够与气象部门和相关人员保持有效的沟通。

3.2 操作程序3.2.1 气象数据监测:密切关注气象预报和实时观测数据,及时获取最新的气象资讯。

3.2.2 决策制定:根据气象数据和实际情况,制定合理的人工降雨操作方案,包括降雨目标、降雨区域和降雨量。

3.2.3 准备工作:根据操作方案准备好所需的设备和材料,并确保设备工作正常。

3.2.4 进行操作:按照预定的时机和区域进行人工降雨操作。

确保发射器的稳定性和正确性,投放适量的云凝结剂或添加剂。

3.2.5 数据记录和分析:详细记录操作的时间、地点、降水量等数据,并进行后续的分析和评估。

4. 安全和环保措施4.1 安全措施4.1.1 操作人员安全:操作人员应穿戴符合安全要求的防护装备和服装,并遵循相关操作规程。

4.1.2 防雷措施:在雷雨天气条件下,加强对设备进行防雷保护措施,确保人身和设备的安全。

4.2 环保措施4.2.1 云凝结剂选择:选择环保、无毒无害的云凝结剂,避免对生态环境造成负面影响。

4.2.2 操作区域选择:合理选择降雨区域,避免对生态系统和农田等区域造成不必要的影响。

人工造雨的原理

人工造雨的原理

人工造雨的原理
“人工造雨”是指利用飞机、火箭等工具向空中播撒催化剂
以增加降水的一种方式。

在自然降水形成的条件中,必须同时具备两个条件:一是云
层必须有一定的厚度,二是有足够的水汽。

如果云层厚度不够,
水汽不能达到凝结成水滴而形成降水;如果水汽过多,就会因云
中水滴太大而不能凝结成水滴而形成降水。

人工降雨就是利用飞机、火箭等工具在空中向云中播撒干冰、碘化银等催化剂,让这
些物质在云中自然凝结成雨滴,从而增加降水量。

因此,人工降
雨是一种人工增加雨量的有效方法。

人工降雨的原理其实很简单。

首先,要有一定的“云”,这“云”可以是雨云、冰雹云等;其次,要有一定数量的“水汽”;再次,要有一定的“凝结核”。

所谓凝结核,就是能够使水分子
自由运动形成水滴并最终变成雨滴的小颗粒。

在人工造雨过程中,有很多种方法可以人工造雨。

例如,根
据天气预报在降雨可能出现的区域上空进行作业,或在降雨前通
过地面发射或飞机播撒等方式向空中播撒干冰、碘化银、碘化铅
等催化剂。

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人工驱雨原理范文

人工驱雨原理范文

人工驱雨原理范文人工驱雨,又称人工降雨,是指人为干预自然过程中的降水形成过程,以实现影响天气条件的目标,如增加降雨量或改变雨季分布等。

人工驱雨主要通过云间飞机撒沙、冰核剂或化学物质等人工干预方式来实现。

人工驱雨的原理主要有:云间飞机撒沙法、云间飞机撒冰核剂法、飞机撒化学物质法、火炮撒爆破物质法、超声波法等。

云间飞机撒沙法是利用飞机飞越云层时产生的静电效应将带电的沙尘颗粒抛撒到云层中,沙尘颗粒会起到云凝结核的作用,促进水滴的凝结,从而增加云层内的水滴含量和云层厚度,进而增加降水量。

云间飞机撒冰核剂法是将冰核剂抛撒到云层中,形成冷冻核,通过冷冻核作为凝结核,促进云层中的水汽冷凝成冰核,并通过雪、雹和雾凇等形式降落,从而实现增加降雨量的目的。

飞机撒化学物质法是将化学物质喷洒到云层中,化学物质会与云层中的水汽发生化学反应,形成云滴或冰核,进而促进降水的形成。

常用的化学物质有碳酸钠、碳酸铵、碱金属云凝结剂等。

火炮撒爆破物质法是利用火炮或炸药等手段将爆破物质撒落到云层中,爆破物质瞬间释放出大量热能,使云层中的水汽蒸发凝结成云滴,进而形成降水。

超声波法是利用超声波的作用,通过产生空气振动和温度变化等效应,改变云层中的物理性质,从而影响降水的形成。

超声波法可通过放置在地面或飞机上的超声波发生器产生超声波信号,使超声波传播到云层中,改变云层内的温度、压强和湍流等参数,从而改变降水形成的过程。

在实际的人工驱雨操作中,通常需要结合多种原理与方法进行综合干预,以增加驱雨效果。

从技术层面上,如何合理选择驱雨方法和确定操作参数,是影响人工驱雨效果的关键因素。

此外,人工驱雨也需要考虑环境和生态等方面的影响,并进行综合评估和管理,以确保其可持续性和可行性。

总之,在人工驱雨的过程中,通过人为干预云层中的物理、化学和声学等特性,以达到增加降雨量或改变降水形态等目的。

然而,人工驱雨技术也存在一定的局限性,尤其在大尺度气候系统中的影响和控制方面。

人工驱雨的原理范文

人工驱雨的原理范文

人工驱雨的原理范文 人工驱雨是一种通过人工手段来引发或增强降雨的技术。在一些干旱地区,人们利用这种方法来增加降雨量,以促进农业和水资源的发展。虽然人工驱雨的原理并不完全清楚,但已经有一些理论和实践经验可以加以借鉴。

一种常见的人工驱雨方法是云间喷洒。云间喷洒是通过喷洒化学物质或水颗粒到大气中,从而改变云团内部的物理和化学特性,引发或增强降雨的形成。这些化学物质或水颗粒能够吸收水蒸气,形成更大的水滴,从而加速降雨的过程。

另一种常见的人工驱雨方法是云种植。云种植是指在云团中引发冷凝核的形成,从而诱导水蒸气凝结成云滴。冷凝核可以是金属颗粒、草木灰尘、硫酸铵等物质,通过飞机或火箭向云体中撒撒发射。这些冷凝核能够吸引水蒸气集聚,从而形成云滴,进一步发展为降雨。

除了云间喷洒和云种植,还有一些其他的人工驱雨技术可供选择。例如,人们可以在云体中放置导电丝或导电带,以改变云体的电荷分布,从而加速云滴的形成。此外,激光研究也显示,激光束的投射可以通过高能量激光与云体相互作用,诱导云滴的形成,并最终增加降雨量。

需要注意的是,人工驱雨的原理和实践基于气象和云物理学的理论知识,但由于天气系统的复杂性和技术手段的不完善,人工驱雨并不是一个可以100%成功的技术。科学家们仍然在不断研究和改进人工驱雨的方法和技术,以提高其效果和可行性。

此外,人工驱雨的实践也面临着一定的限制和风险。例如,错误的云种植可能导致降雨过程过于剧烈,引发暴雨、洪水等自然灾害。此外,由于气候和云团的变动性以及地理环境的差异,人工驱雨可能在不同地区产生不同的效果。因此,在实施人工驱雨之前,必须对当地的气候条件和环境因素进行详细评估和研究。

总之,人工驱雨是一种利用化学物质、冷凝核、电荷分布和激光等手段来引发或增强降雨的技术。虽然人工驱雨的原理尚不完全清楚,但已经有一些方法和技术可供选择。通过进一步的研究和实践,人工驱雨有望为干旱地区提供一个可行的水资源补充方式。

人工增雨工作总结

人工增雨工作总结

人工增雨工作总结人工增雨是一种人工干预天气的方法,旨在通过在云层中引入一些合适的物质,以促进云滴的形成和降水过程的发生,以达到增加降水量的目的。

作为一项关系到农业生产、水资源利用和生态环境保护的重要工作,人工增雨工作早在上世纪50年代就开始了。

下面将对人工增雨工作进行总结。

首先,人工增雨的目的是增加降水量,改善旱情。

在干旱地区,人工增雨可以在一定程度上补充大气中的水分,为作物生长提供必要的水源。

通过合理的人工增雨工作,可以降低旱灾对农业生产的影响,保证粮食生产的稳定。

同时,人工增雨还可以增加水库的蓄水量,提高地下水位,改善水资源短缺的情况。

其次,人工增雨工作涉及到一系列的科学技术。

在人工增雨过程中,要选择合适的云体和合适的增雨物质,以及确定合适的增雨时机和增雨方法。

这需要依靠天气预报技术、雷达监测技术、云物理学和增雨模拟等科学手段,进行详细的分析和评估。

同时,人工增雨还需要与环保、气象、农业等多个部门密切合作,共同制定增雨方案,确保增雨工作的顺利进行。

再次,人工增雨工作目前还存在一些问题和不足。

首先是增雨效果的不确定性。

虽然人工增雨方法已经有所成熟,但在具体实施中,由于气象条件的复杂性和难以预测性,增雨效果难以做到百分之百的确定。

其次是增雨对环境的影响。

增雨物质的投入可能会对生态环境造成一定的负面影响,比如土壤污染和水体污染等问题。

此外,人工增雨工作还受到一些不可控因素的限制,比如政策环境和技术条件等。

最后,为了进一步推动人工增雨工作的发展,我们可以采取以下措施。

首先,加强科学研究和技术创新,提高人工增雨技术的可行性和有效性。

其次,加强多部门的协作合作,形成良好的工作机制和管理体系,提高工作的规范性和可操作性。

同时,加强对环境影响的监测和评估,确保增雨工作不会对生态环境造成负面影响。

此外,还可以充分利用现代信息技术,加强对气象数据的分析和处理,优化人工增雨工作的决策和操作过程。

综上所述,人工增雨工作是一项关系到农业生产和水资源利用的重要工作。

人工降雨的原理及应用

人工降雨的原理及应用

人工降雨的原理及应用前言人工降雨是指人为干预大气过程,通过一系列的手段和技术,促使云层产生降水的过程。

人工降雨技术被广泛应用于农业、林业、城市供水等领域,对调节气候、增加降水量、缓解干旱等方面起到了重要作用。

原理人工降雨的原理主要有云的物理性质、云种或云物质的改变以及激发云层降水。

云的物理性质云是由一定水汽含量的水蒸汽凝结成水滴或冰晶悬浮在大气中形成的一种天气现象。

云主要由水蒸汽、冰晶、水滴和雾滴组成。

人工降雨的核心理论之一是通过改变云中水汽含量和粒子的分布来影响云的降水过程。

云种或云物质的改变人工降雨的一种常用方法是通过向云中引入云种或云物质,改变云中水汽的分布和凝结核的数量,从而促使云中的水蒸汽凝结成水滴或冰晶,并最终形成降水。

常见的云种包括银碘化银、固态二氧化碳等,通过喷洒或投放这些云种或云物质到云中,能够刺激云中的水蒸汽凝结,从而形成云滴或冰晶,进一步发展为降雨。

激发云层降水人工降雨还可以通过改变云层中的电荷分布来激发降水。

云中的冰晶和云滴在上升和下落过程中,会与云层中的气体和水滴发生碰撞,产生电荷。

通过加强或减少云中的电荷数量,可以改变云和地面之间的电场强度,从而影响云的发展和降水过程。

应用人工降雨技术在农业、林业以及城市供水等领域有着广泛的应用。

农业领域干旱地区常利用人工降雨技术增加水资源供给,以满足农业灌溉的需要。

通过人工降雨,可以提高干旱地区的农作物产量,增加土壤湿度,改善耕地环境,从而增强农业生产的可持续性。

林业领域人工降雨技术可以用来灭火和调节森林生态系统。

在火灾紧急情况下,通过人工降雨可以迅速扑灭森林火灾,减少火灾的蔓延范围,保护森林资源和生态环境。

此外,人工降雨也可以用来调节森林湿度,维持林区的生态平衡,促进植物的生长和繁殖。

城市供水人工降雨技术在城市供水领域有着广泛的应用。

一些地区由于水源匮乏或水资源严重缺乏,使用人工降雨技术可以增加降水量,提供城市供水。

通过定向降雨,可以将降水引导到城市的水源地或水库,从而增加水资源的供给。

人工降雨的应用原理

人工降雨的应用原理1. 介绍人工降雨是指通过人工手段来诱导或增加地球大气层中的降雨量。

在旱灾或干旱地区,人工降雨可以被用来促进农业生产、解决水资源短缺问题以及防止自然灾害发生等。

2. 原理和方法2.1 回顾历史人工降雨的概念首次出现在20世纪30年代。

从那时起,科学家们就不断研究和改进人工降雨的方法和技术。

现代的人工降雨通常是利用云的特性,通过人工方式引起云中水蒸气的凝结形成云滴,进而导致降雨。

2.2 云种植云种植是人工降雨的一种常见方法。

它通过向云中投放云中凝结核来刺激云滴的形成,最终导致降雨。

凝结核可以是人工制造的物质,如银碘纸条或氯化钠颗粒,也可以是天然而来的,如细菌、植物花粉等。

2.3 增加云的颗粒计数增加云的颗粒计数可以通过喷洒筛选出的微小固体颗粒,如硫酸铵或氢氧化钠等,直接向云中释放。

这些固体颗粒成为凝结核,同样刺激云滴的形成。

这些颗粒的释放可以通过航空器或地面设备进行。

2.4 雷电活动雷电活动被广泛认为是人工降雨的另一种有效方法。

通过在云中放置导电材料或释放大量的微小金属颗粒,电场可以被改变,从而增加雷电的发生。

雷电的释放可以产生强大的对流和烟雾,最终导致降雨。

2.5 云消散云消散是指通过改变云中水滴的粒径和浓度,从而使云中的水滴蒸发或凝结落地,降低云的浓度,以达到减少降雨的目的。

这种方法通常用于减轻风暴或降低降雨量。

3. 实际应用3.1 农业生产人工降雨在农业生产中起到至关重要的作用。

在干旱地区或季节性降雨不足的地区,人工降雨可以提供水源,满足作物的生长和发展需求,增加农作物的产量。

3.2 水资源管理人工降雨可以通过补充水资源来解决水资源短缺问题。

在一些缺水地区,通过人工降雨可以增加地下水和水库的供水量,平衡水资源的供需关系。

3.3 灾害预防人工降雨可以用于灾害预防和控制。

在山区地质灾害频繁的地区,通过人工降雨可以增加土壤湿度,减少滑坡和崩塌的发生。

此外,人工降雨还可以用来减轻干旱导致的草原和森林火灾。

人工降雨的原理小学科学

人工降雨的原理小学科学人工降雨是通过人为方法增加或改变大气中的水含量,从而促使降水发生的一种人工干预措施。

它可以应用于水资源管理、农业干旱灾害缓解等领域。

人工降雨的原理涉及物理学、化学和气象学等多个学科。

下面我将详细介绍人工降雨的原理。

1. 云的形成云是由水蒸气在大气中凝结而成的。

当水面蒸发或植物呼吸时,水分会以气态的形式进入大气。

当空气饱和度达到一定程度时,水蒸气会凝结成为液态水滴,形成云。

形成云的关键因素是空气中的水蒸气含量和空气的饱和度。

2. 云的增长云的增长过程涉及冷却、凝结和凝结核等过程。

当空气上升时,由于大气压力降低而发生冷却。

冷却使得水蒸气凝结成水滴。

然后,水滴会在空气中迅速扩散并聚集成大的水滴,形成水滴之间的碰撞。

这种碰撞使得水滴不断增大,最终形成降雨。

3. 人工降雨的原理人工降雨的原理是通过改变云的物理和化学特性,以增加云中水滴的数量和大小,从而促使降水发生。

人工降雨有两种主要方法:云消云和云稳定。

云消云是通过人为方式向云中喷洒云溶解剂,使云中的冰晶融化成水滴,增加水滴数量,并加速水滴之间的碰撞。

这样,云中的水滴会逐渐增大,形成降雨。

云稳定是通过向云中喷洒云稳定剂,改变云中的水汽分布,使水蒸气凝结成水滴的速率增加。

云稳定剂可以增加云中水滴的数量,加速冷凝和凝结过程,从而形成降雨。

在实际操作中,人工降雨通常使用飞机或地面发射装置向云中喷洒云溶解剂或云稳定剂。

喷洒装置将云溶解剂或云稳定剂以颗粒状或液态喷洒到云中。

云中颗粒或液滴与云中的水滴发生反应,改变云的物理性质,促使降雨发生。

4. 人工降雨的影响人工降雨可以在一定程度上增加降水量,缓解干旱、补充水源。

然而,人工降雨的效果受到多种因素的影响,包括天气条件、云的物理特性和降雨形态等。

另外,人工降雨也可能引发其他问题,如环境污染和自然水资源的消耗。

总结:人工降雨利用云的形成和云的增长原理,通过向云中喷洒云溶解剂或云稳定剂,改变云的物理和化学特性,促使降水发生。

区县人工增雨方案

区县人工增雨方案背景人工增雨是利用科学技术手段改变大气中水珠的大小、数量和形态以及降水分布的过程。

随着全球气候变暖和干旱问题逐渐加深,区县人工增雨方案在一定程度上成为了解决水资源短缺问题的手段之一。

目的本文旨在介绍区县人工增雨方案的相关内容,包括背景、实施原因、实施方法、效果及对当地生态环境的影响等方面的内容。

实施原因我国许多区县面临水资源短缺的问题,特别是干旱缺水地区。

为了保证当地生产和生活的正常进行,人工增雨成为了一种有效手段。

实施人工增雨可以增加降水量,提高水资源的利用率,同时缓解干旱带来的经济和生态压力。

实施方法1.火箭式增雨火箭式增雨是比较常见的一种人工增雨方法,它使用火箭将增雨剂发送到云层中,使云中的水滴形成降水,进而降下雨水。

火箭式增雨具有覆盖面广、增雨量大、作业时间短等特点。

2.飞机式增雨飞机式增雨是以飞机为平台逐步向云层中撒送增雨剂,使云层中水滴增大并逐渐凝聚形成降雨的一种人工增雨方法。

该方法不受地形限制,增雨效果明显。

3.炮弹式增雨炮弹式增雨是通过投放增雨弹向云中喷撒增雨剂,使云中水蒸气凝结成雨滴从而实现增雨的一种方法。

该方法适用于地处偏远、地形异常的区域。

实施效果人工增雨的实施效果直接与增雨技术、用药方法、气象条件等因素相关。

根据实际统计数据,实施人工增雨后,降水量增加幅度普遍在10%~20%之间。

此外,人工增雨还可以提高农业生产和森林草原生态恢复水平,有利于维护地球生态系统的平衡。

对生态环境的影响人工增雨是一种改变大气状态的技术手段,必然会对当地生态环境产生一定的影响。

研究表明,人工增雨的实施对当地空气质量产生一定的影响,同时也会对水质产生一定的影响。

因此,在实施人工增雨时需要采取科学可行的方法,综合考虑增雨效益和环境保护的关系,做到合理、可持续的发展。

总结区县人工增雨方案是解决水资源短缺的一种有效手段,可缓解干旱带来的经济和生态压力,同时提高水资源的利用效率,具有重要的意义。

人工影响天气对气象要素及天气预报的影响

人工影响天气对气象要素及天气预报的影响【摘要】人工影响天气是指通过人为手段改变大气环境,从而影响气象要素和天气预报。

本文分析了人工影响天气的方式、对气象要素的影响和对天气预报的影响,同时探讨了人工影响天气的监测与研究以及伦理道德问题。

人工影响天气的发展前景和应用价值被广泛关注,但同时也存在着一些限制与挑战。

通过研究人工影响天气的影响因素和潜在风险,可以更好地探索其发展前景和应用范围,为保护环境和人类利益提供可靠依据。

在不断探索的过程中,需要加强监测和研究,同时重视伦理道德问题,确保人工影响天气的应用是科学、合理和可持续的。

【关键词】人工影响天气,气象要素,天气预报,监测与研究,伦理道德问题,发展前景,应用价值,限制与挑战1. 引言1.1 人工影响天气对气象要素及天气预报的影响人工影响天气是指通过人为手段改变大气环境,以达到控制降水、改善天气状况等目的。

人工影响天气对气象要素和天气预报都有着重要的影响。

人工影响天气可以通过种植树木、调控土地利用等方式来改变地表温度和植被覆盖,从而影响气温、湿度等气象要素。

城市热岛效应可以通过增加绿化面积、改善建筑材料等方式来减轻,从而改善城市气温、降雨等情况。

灌溉、林草养护等措施也可以调节气象要素,影响降水量和气候变化。

人工影响天气也会对天气预报产生影响。

通过人工影响天气,可以改变大气环境的条件,从而影响天气系统的演变和发展。

这种干预会导致气象要素的变化,进而对天气预报的准确性产生影响。

在进行天气预报时,需要考虑到人工影响天气可能引起的变化,提高预报的准确性和可靠性。

人工影响天气对气象要素和天气预报都具有重要影响。

通过适当的人为干预,可以改善气象环境,提高天气预报的准确性,从而更好地应对气候变化和天气灾害。

但是需要注意的是,在实施人工影响天气的过程中,需要谨慎处理各种因素的关系,避免引发不良后果。

2. 正文2.1 人工影响天气的方式人工影响天气的方式有多种,主要包括人工降雨、人工防雹、人工控制云和人工调节气温等方式。

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人工降水用人为手段增加云的降水量。运用云和降水物理学原
理,通过向云中撒播催化剂(盐粉、干冰或碘化银等),使云滴或冰
晶增大到一定程度,降落到地面,形成降水。撒播催化剂的方法有飞
机在云中撒播、高射炮

人工降水
或火箭将碘化银炮弹射入云中爆炸和地面燃烧碘化银焰剂等。是人工
影响天气中进行得最多的一项试验。

人工影响云的微物理过程,可以在一定条件下使本来不能自然降
水的云受激发而降水,也可使那些水分供应较多、往往能自然降水的
云,提高降水效率而增加降水量。但不能自然降水的云能供应的水分
较少,因此人工催化的经济价值有限。
人工增雨原理可概括地用“触发机制”四个字来描述,即在充分研究
自然降水过程的基础上,人工触发自然降雨机制。有云才能有雨,但
不是所有的云都有降水潜力,只有那些有降水潜力和开发利用可能
(云水资源丰富,云层较厚,对冷云来讲主要要有较丰厚的过冷水区)
的云才可催化致雨。
方法
人工降水的主要方法是向云中播撒人工催化剂。在低于0℃的冷云
中播撒碘化银或干冰,可以产生大量人工冰晶(每克催化剂约能产生
1012个冰晶),这些冰晶能通过冰晶过程迅速长大成为降水粒子,从
而使冰晶过少的自然冷云增加降水。在冷云催化过程中释放的冰晶化
活热可使云中温度升高约0.5℃,从而加大浮力,促进河流和云体
发展,以增加降水量,这叫动力催化。对于温度高于0℃的暖云,可
以播撒大小适当的食盐、尿素或其它吸湿性物质颗粒,使云中迅速形
成一批大云滴(每克盐粒约能产生107个大云滴),它们能通过碰并
过程迅速长大成雨滴,从而使大云滴不足的自然暖云增加降雨。除了
播云催化以外,有人试验用热流机从地面向上喷射高温气流,以加强
空中或云中的局地对流,从而增加局地的水汽凝结和降水量。
原理
人工增雨的原理是 根据空中云的性质、高度、厚度、浓度、范围等,
向云体播撒致冷剂(如干冰、丙烷等)、结晶剂(如碘化银、碘化铅、
间苯三酚、’四聚乙醛、硫化亚铁等)、吸湿剂(食盐、尿素、氯化钙)
和水雾等,以增加云中冰晶浓度,弥补云中凝结核的不足,加强云中
碰并活动,促使云滴增大,改变云滴的大小,分布和性质,加速雨滴
的生长过程,从而达到增加降水之目的。主要有三种形式:
冷云催化

在温度低于0°C的冷云降水过程中,冰晶浓度起着重要的作用。根
据降水粒子浓度的实测资料和理论估算,只有当冰晶浓度达到1个/
升或更高的量级时,才有较高的降水效率。对因冰晶浓度不足、降水
效率很低的自然云,若在其过冷却部位播撒成冰催化剂,就可以增加
冰晶浓度。每克干冰或碘化银,可产生1012个以上的冰晶,若用几百
克,就可以使几十立方公里云体的冰晶浓度达10个/升。这些人工冰
晶通过伯杰龙过程迅速增长,促进冷云降水过程,使降水量增加。一
些比较严格试验的统计分析表明,冷云催化可以增加降水量10~
20%。如果人工冰晶的浓度很大,则形成的冰晶的平均尺度较小,它
们从云中下落到地面的时间较长,在气流的作用下,会落到下风方向
更远的地方而改变降水的分布。

冷云催化的温度条件:人工降水的效果同云的自然条件有密切关系。
就冷云催化而言,云中的温度条件十分重要。就整个云体而言,云顶
温度一般最低,常将它作为估计云中自然冰晶浓度的参数。当云顶温
度低到一定程度时,云中常会形成大量冰晶,这时用人工方法增加冰
晶,效果就不显著。反过来,云顶温度如果太高,碘化银等催化剂的成
冰能力就太低,也不利于人工催化。所以对冷云催化法增加降水来说,
云顶温度不宜太高或太低。一些地形云和积云的人工降水试验结果的
统计分析表明,当云顶温度处于-10~-25°C时,人工降水的效果比较
明显。这一最适宜的温度区间,称为播云温度窗。鉴于降水过程的复
杂性,采用不同催化技术时,必须研究各类云中最有利的温度条件或
其他条件。
暖云催化
在温度高于0°C的暖云里,降水主要在云滴碰并过程中得到发展。
云滴越大,碰并增长就越快。计算表明,当云滴半径超过0.04毫米时,
就可以迅速碰并而长成雨滴。在那种大云滴的浓度不足的自然云中,
播撒大量半径大于0.04毫米的水滴,就能够促进降水过程。计算表
明,每克水可以形成约几百万个大云滴,要催化10立方公里的云体,
则需要几吨水。若往云中播撒一定大小的吸湿性物质颗粒或者溶液
滴,它们能在云中吸湿而迅速长成大云滴,这样所需的催化剂量,就
用不到水的十分之一。

暖云人工降水
除了播云以外,法国和苏联有人试验在地面加热,造成人工上升气流
的方法,试图在一定气象条件下激发或增加降水。美国有人设想利用
沥青或碳黑吸收太阳辐射,提高局地空气的温度,促进云的发展以增
加降水。中国有人研究过爆炸对降水的影响。这些人工降水方法的研
究,都还处在探索的阶段。

动力催化
通过冷云催化使云中产生大量冰晶,所释放的潜热将改变积云的宏观
动力过程而增加降水。它是60年代在人工降水试验方面的一项进展。
积云中上升气流的速度,主要决定于云内外温差造成的浮力。在发展
旺盛的积云内,存在着大量过冷水滴。在这种云中播撒大量的成冰催
化剂时,能使过冷水滴冻结而释放潜热,水汽在冰粒表面凝华时也释
放潜热。估计这两种潜热足以使云中局部温度升高0.5°C左右,这将
加大浮力而促使某些积云的上升气流速度增大,云体扩展,生命期延
长,结果使进入云体的水分总量增大而增加降水量。虽然动力催化同
一般冷云催化所用的催化剂一样,但着眼点不同,动力催化所用的催
化剂量必须大大增加,才可能收效。积云动力催化在50年代曾作过
初步的尝试,但周密设计的积云动力催化试验,直到1963年才开始。
J.辛普森在美国佛罗里达州所做的随机试验表明,催化后积云的云顶
平均增高1.6公里,平均雨量增加1.7倍。他指出,催化后云顶增高
量同大气层结(见大气静力稳定度)有密切的关系。在其他国家和地
区,也作过类似试验,但效果不一。有人对整个地区积云群体进行过
动力催化的随机试验,初步结果表明有增雨的效果。
人工增雨的作业方式
目前人工增雨的方式大体有三种:
(一)在地面布置AgI燃烧炉。
催化剂依靠山区向阳坡在一定时段常有的上升气流输送入云。这种方
式的优点是经济、简便,其明显的缺点是难以确定催化剂入云的剂量。
这种方式主要适合于经常有地形云发展、交通不便的山区。
(二)高炮和火箭为主的地面作业。
由于增程焰剂炮弹和焰剂火箭的研制成功,将催化剂在合适的时段按
需要的剂量输送到云的合适部位的问题已基本上获得解决。其缺点是
虽已有车载火箭装备,可在一定范围内移动,但相对于飞机机动性仍
差,适合于在固定目标区(如为水库增水)作业,特别是对飞机飞行
安全有威胁的强大对流云进行的催化作业。WR-1B型增雨防雹火箭
作业系统是目前经国家人影办唯一认定的火箭作业系统。它采用中国
气象科学研究院BR-91-Y型高效碘化银焰剂,产生含AgI的复合冰
核气溶胶,具有很高的成核率,其性能指标高于美国和独联体的同关
产品。
(三)飞机催化作业。
飞机催化作业的面比较宽,可以根据不同的云层条件和需要,选用暖
云催化剂及其播撒装置,选用制冷剂及其播撒装置(如干冰、液氮),
也可挂载Agl燃烧炉、挂载飞机焰弹人发射系统。还可装载探测仪器
进行云微结构的观测和催化前后云宏、微观状态变化的追踪监测。不
过不是所有的云都可以用来“播雨”的,一般说来低云族中的雨层云
和层积云,或中云族中的高层云较为适宜;少云或者晴空条件下,就
不能进行飞机人工增雨。
人工增雨的来由
在天气大旱的时节,人们常用人工降雨的方法来战胜这种自然灾害。
现代实用的人工降雨方法是美国化学家和物理学家欧文•兰茂尔发明
的。1932年诺贝尔化学奖的得主、美国化学家兼物理学家兰茂尔,
一生进行过有益的研究,但他在科学上实现的最大突破还是人工降
雨。
在获得诺贝尔奖后,他就和化学家文森特•约瑟夫•谢弗等人共同进行
了人工降雨的研究。为了研究方便,他在自己研究室的电冰箱里设计
了一个装置,其内充满了水蒸气,通过调节冰箱内的温度,使这些水
蒸气成为模拟真实天气的“人工云”。1946年7月的一天,天气异
常炎热,兰茂尔的试验研究正在进行中,由于电冰箱出了故障,装有
人工云的实验装置里的温度一直降不下来,情急之中,兰茂尔就向装
置中放入干冰来临时降温。谁知当他刚把一块干冰放进冰箱,装置里
就出现了一种他从未见过的奇观:构成人工云的水蒸气立时变成了无
数的小冰晶,分布于冰箱的各个角落,然后聚成片片雪花纷纷落下。
兰茂尔目睹了这一奇特现象,难以抑制心中的激动,他看到了成功的
希望。这也使他明白了,降雨对尘埃微粒的要求并非绝对必要条件,
只要能将温度迅速降到-40℃以下,水蒸气就会凝成大量的小冰晶,
这些小冰晶自然就成了余下水蒸气的凝结核,使它们凝聚在一起,变
成一个较大的水珠而落下来,从而形成了雨。
经过他们的进一步努力,人工降雨这一设想终于被付诸实施。兰茂尔
和谢弗乘上装有撒播干冰设备的飞机飞上了天空,在云海中找到他们
认为合适的云层后,兰茂尔和谢弗开动设备,将干冰撒播了出去。30
分钟后,地面上出现了激动人心的一幕:一场大雨从天而降,人类历
史上第一次真正的人工降雨获得了成功。后来,美国的另一位科学家
本加特对兰茂尔的人工降雨方法进行了改良,他用碘化银微粒取代了
难以保存的干冰,使人工降雨更加简便易行。这种新方法使人工降雨
得到了迅速普及。

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