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现代人工影响天气的原理

来源:中国气象报社   发布时间:2018年08月08日16:32
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  现代人工影响天气主要是通过一定的技术方法改变云的微结构,从而改变云降水的发展过程,达到增加降水、防御冰雹、消云、消雾等目的。云和降水的发生、发展是大气动力热力过程和云中微物理过程相互作用的产物。在温度低于0℃的自然冷云中,局部过冷水多,有时缺乏自然冰晶,云滴到雨滴降水转化很不充分;在温度高于0℃的自然暖云中,云滴大小均匀,不易产生降水。

  云和降水的发生、发展是大气动力热力过程和云中微物理过程相互作用的产物,要形成降水需要具备三个基本条件:云中水汽丰富、凝结核充足和有气流上升运动。一般来说,积雨云、浓积云和雨层云容易降水,而晴天的积云和层积云不易产生降水。最有利于云滴增长为雨滴的是冰水共存的混合云。

  人工增雨

  根据云的性质,人工增雨分为冷云催化和暖云催化作业,其中冷云催化是目前世界各国都采用的相对成熟的技术。

  在温度低于0℃的冷云中,降水效率之所以不高是因为云内缺乏冰晶,云滴得不到增长,云水不能更多地转化成降水。通过向云中播撒碘化银成冰剂,产生大量的人工冰核,冰核转化成冰晶,冰晶吸附水汽,凝结增长,碰并增长,当冰晶增长到一定程度就会降落,进入暖区融化成为雨滴,从而引发云层降水或增大降水强度或者向云中播撒干冰、液氮等致冷剂,在其周围形成-40℃的区域,即有自生冰晶,大量过冷水滴迅速冻结,引发冰晶效应。在冷云催化过程中,冰晶凝华释放潜热,使云体温度升高,促进上升气流的发展,进一步加强降雨。

  在0℃以上的暖云中,云物理结构稳定,自然条件下的水滴大小均匀,缺乏大水滴, 不易产生降水。通过向云中播撒大小适当的盐粉等吸湿剂,可以改变云滴谱分布的均匀性,吸湿性凝结核在相对湿度接近100%的云雾环境中能增长成直径超过40微米的大滴,促进凝结碰并增长,生成雨滴增加降水。

  人工防雹

  灾害性冰雹主要产生在强对流的积雨云中,冰雹一般出现在云中一个范围不大的冰雹累积带上,由初始冰雹胚胎凝华和碰并周围的水滴而增长形成。在云发展初期,通过向雹胚形成区中增加大量人工冰晶,与自然雹胚竞争周围环境中有限的水分资源,抑制冰雹增长,使雹胚都不能长成危害严重的大雹块,从而达到消雹增雨减灾的目的。

云降水微物理过程。

  人工消云减雨

  人工消云减雨可以说是人工增雨的扩展和延伸。主要是通过在降水云团的上游地区实施大范围、大规模、超常规的人工增雨作业,使天气系统的能量加速扩散,同时使空中水滴快速形成,让移进目标区的降水云团提前降雨;或者在目标区的上风方地区,往云层里超量播撒冰核,使云中无法形成足够大的雨滴,阻止和延缓大降水。

  人工消雾

  雾是接近地面的云,分为冷雾、暖雾和冰雾。消冷雾主要是向雾中播撒碘化银成冰剂或者干冰、液氮、丙烷等致冷剂,产生大量冰晶,迅速增长沉降,以减轻雾的浓度。消暖雾主要有三种方法:在雾中播撒氯化钙溶液和盐粉等吸湿剂,以形成大滴沉降减小雾浓度;向雾区喷射高温气体,以加热蒸发雾滴;用螺旋桨搅动,使上下干湿空气混合,消除雾气,改善能见度。消冰雾原则上也使用加热法。

(责任编辑:王美丽)

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