人工降雨

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-07-28
人工降雨的原理是什么?

人工降雨主要运用了云层和降水物理学的原理,通过向云层中撒播例如盐粉、干冰、碘化银等降雨剂,促使云层降水或者增加降水量。人工降雨分为暖云降雨和冷云降雨两种,想要使暖云(温度高于零度的云)降雨或增雨,就要在云层中撒播盐粉、尿素等吸湿性粒子,促使大雨滴生成进行降雨。若要冷云(温度低于零度的云)降雨,就要使用飞机等工具撒播干冰、碘化银等降雨剂,从而产生大量冰晶,使得冷云上部冰晶密度增大,促使形成降雨。

人工降雨运用云和降水物理学原理,通过向云中撒播降雨剂(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,又称人工增加降水。撒播的方法有飞机在云中撒播、高射炮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。人工降雨根据自然界降水形成的原理,人为补充某些形成降水的必要条件,促进云滴迅速凝结或碰并增大成雨滴,降落到地面。
副标题回答:人工降雨是借助飞机在云中撒播、高射炮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东西升上空中。是专门为降雨而研制的一种高射炮。炮弹里的东西是盐粉、干冰或碘化银等。
根据不同云层的物理特性,选择合适时机,用飞机、火箭向云中播撒干冰、碘化银、盐粉等催化剂,使云层降水或增加降水量,以解除或缓解农田干旱、增加水库灌溉水量或供水能力,或增加发电水量等。


扩展资料:
催化作业的方式大体有三种:
一是以在地面布置AgI燃烧炉为主手段。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。
二是以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。
三是飞机催化作业。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。
注意事项
1人工降雨作业只有在一定的自然云的条件下才能获取所需的增加水量的结果,目前的技术条件还无法做到人工造雨。
2对于不同条件的云进行同样的催化作用,可能会得出正、反两种不相同的结果。所以为了获得增雨效果,必须对自然云条件和降水过程进行更深入的探测研究。
3自然降水量的变率很大,而人工增雨量又往往比较小,在一次降水过程中,很难把人工增雨和自然降雨区分开来。因此,评价人工降雨效果及其检验方法仍然是人工影响天气科学主攻目标。
4人工降水已从初期的试验研究,逐步转为有严格设计、多种探测手段及作业技术现代化与通讯等相结合的试验应用技术,成为目前我国及不少国家的抗旱减灾的措施之一。
参考资料:百度百科——人工降水

人工影响云雨是人类控制自然的重要方面。一百多年前,我国就有炮轰雷雨云的防雹尝试。近几十年来,科学技术的进步,国内外人工影响云、雾、降水的方法取得了很大的进展。

人工降雨就是根据自然界降水形成的原理,人为地补充某些形成降水所必须的条件,促使云滴迅速凝结或并合增大,形成降水。所采用的方法,因云的性质不同,有以下几种:

(一)人工影响冷云降水

中纬度地区冬季经常出现大范围的过冷却层状云,但很少降水。夏季也经常出现云顶高于0℃层高度的积状云,其中能产生降水的也为数不多。根据贝吉龙学说,这种云之所以没有降水,主要是云内缺乏冰晶,云滴得不到增长。影响冷云降水的基本原理是设法破坏云的物态结构,也就是在云内制造适量的冰晶,使其产生冰晶效应,使水滴蒸发,冰晶增长。当冰晶长大到一定尺度后,发生沉降,沿途由于凝华和冲并增长而变成大的降水质点下降,这就是所谓冷云的“静力催化”。60年代又提出了“动力催化”试验,其依据是:在云体的过冷却(-10℃)部分,大量而迅速地引入人工冰核。当冰核转化成冰晶时,要释放大量潜热,使云内温度升高,形成或增大上升气流,促使云体在垂直和水平方向迅速发展,相应延长云的生命期,加速云内降水形成过程,从而增加降水量。静力催化与动力催化都是从影响云的微物理结构着手,所不同的是静力催化着眼于云内水的相态不稳定性,动力催化立足于影响或加强云内的热力不稳定。

在云内人工产生冰晶的方法有二种,一种是在云中投入冷冻剂,如干冰(即固体二氧化碳),在1013hPa下,其升华温度为-79℃。将干冰投入过冷却云中后,在它的周围薄层内便形成一个冷区,在此冷区内,过饱和度很大,因此水汽分子结合物能够存在和长大。试验表明,当温度低于-40℃时,即有自生冰晶。因此,在干冰周围形成了大量的冰晶胚胎,其中较大的冰晶经过湍流扩散到四周空间,以后继续成长为更大的降水质点而下落。在不同温度下,干冰所产生的冰晶数是不同的。理论计算指出,一克干冰所产生的冰晶数是随气温的降低而增加的。温度从-1℃降至-20℃时,所产生的冰晶数从5.55×1011个增到1.22×1014个,它比实验值要大些。按实验室测定,当云温为-2—-15℃时每克干冰可产生8×1011个冰晶。

另一种方法是引入人工冰核(凝华核或冻结核)。目前人们认为碘化银是一种非常有效的冷云催化剂。碘化银具有三种结晶形状,其中六方晶形与冰晶的结构相似,能起冰核作用,适用于-4—-15℃的冷云催化。每克碘化银所能产生的冰晶数视温度而定,温度低,有效冰核数目多,产生的冰晶数也多。例如当温度t=-10℃时,一克碘化银能产生1010—1012个冰核,当t=-20℃时则能产生1016个冰核。

对碘化银成冰作用的机制,多年来争论很大,有人认为水汽分子直接在AgI质点上凝华形成冰晶,碘化银起凝华核的作用。也有人认为碘化银起冻结核作用,一开始碘化银质点作为凝结核形成水滴,然后再冻结产生冰晶。另外也有人认为碘化银起接触核的作用,也就是碘化银质点与过冷水滴互相碰撞后冻结而形成冰晶。有的云雾工作者又提出这样的看法:自然界中的水汽过饱和度一般是小于1%的,当温度低于-12℃时,碘化银质点的成冰机制主要是凝华作用。当温度在-12—-5℃时,主要是起先凝结后冻结的作用。当温度等于-5℃时,起接触核的作用比较明显。

(二)人工影响暧云降水

整个云体温度高于0℃的云称为暖云。我国南方夏季的浓积云、层积云多属于这种云。在暖云中,胶性稳定状态的维持往往是由于云中缺乏大水滴,滴谱较窄,冲并作用不易进行之故。暖云内不可能有冰晶效应,促使降水形成起决定性作用的是水滴大小不均匀和冲并过程。因此,要人工影响暖云降水可以引入吸湿性核(如食盐)。由于其能在低饱和度下凝结增长,故可在短时间内形成数十微米以上的大滴。也可直接引入30—40μm的大水滴,从而拓宽滴谱,加速冲并增长的过程,达到降水的目的。或引入表面活性物质(能显著减小水滴表面张力又可抑制蒸发的物质),改变水滴的表面张力状态,以利于形成大水滴并促使其破碎,加速链锁反应,从而形成降水。

我国南方大量的野外试验中,发现在暖性对流云顶播撒大颗粒(直径大于100μm)、大剂量(每千米几十千克)的盐粉,效果很显著。对于发展快、垂直厚度大、含水量丰富而又有上升气流的暖性对流云进行反复催化,可以得到大量降水。但是这种方法消耗食盐量大,效率低。要求飞机有较大的载量。

在美国、澳大利亚和我国都曾对暖云作过播散大水滴的试验,用飞机从云顶或云下部撒水。

发现能使暖云降水有所发展,并可使薄云消散。用这种方法要求飞机有较大的载量,其效能也不如播散吸湿性物质。
参考资料:《气象学与气候学(第三版)》作者:周淑珍





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