人工降雨的原理是什么?人工影响天气的原理
人工降水,又称人工增雨,是指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。其方法是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。
原理:
根据不同云层的物理特性,选择合适时机,用飞机、火箭弹等向云中播散干冰、碘化银、盐粉等催化剂,促使云层降水或增加降水量。人工增雨分为暖云增雨与冷云增雨。要使暖云(温度高于0℃的云)降水或增雨,要在云中播撒盐粉、尿素等吸湿性粒子,促使大云滴生成导致形成或增加降水。若要冷云(温度低于0℃的云)降水,就要用飞机等播撒干冰、碘化银等催化剂,从而产生大量冰晶,使冷云上部的冰晶密度增大,促成或增加降水。
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,比如想要使暖云(温度高于零度的云)降雨,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。
若是冷云(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。
人工降雨就是将人工凝结核引入云中,一般是采用飞机、火箭、高射炮和在上升气流区地面燃烧碘化银等手段将降雨剂送入云中.一般飞入高空穿云播撒催化剂,火箭、高炮则直接轰击雷雨云适当位置,弹头装载降雨剂。
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。