天气预报:
人工影响天气基本知识
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发布时间:2015-09-21 15:09    作者:乌兰察布气象    浏览次数:     【字体:

人工影响天气基本知识

 

 

   人工影响天气是指在一定的有利时机和条件下,通过人工催化等技术手段,对局部区域内大气中的物理过程施加影响,使其发生某种变化,从而达到减轻或避免气象灾害目的的一种科技措施。例如,在我国很多地区利用飞机或高炮、火箭等运载工具向云中播撒碘化银、干冰等催化剂进行的人工增雨、防雹作业;在一些农田进行的人工防霜,以及在机场进行的人工消雾等。科学的人工影响天气是在美国的诺贝尔奖获得者朗格缪尔指导下,于20世纪40年代末在纽约一家实验室的试验基础上发展起来的。1946年美国科学家谢弗用干冰对层积云进行了实际催化试验,发现云中过冷却水滴很快转化为成群的冰晶,不断增大并从云底下落,在云中留下一个明显的空洞。这次成功的试验对人工影响天气是一个有力的推动,谢弗和万涅古特发现了使过冷云中产生冰胚的催化剂--碘化银。至今,与某些化学物质复合产生的碘化银仍然是普遍使用的播云催化剂。

1、人工增雨
   人工增雨,是采用人为的办法对一个地区上空可能下雨或者正在下雨的云层实加影响,开发云中潜在的降水资源,使降水量增加。一个地区某天下了10mm的雨水,这并不是说当天经过这个地区上空的云只凝结了这么多水分。利用仪器对云中含水量进行探测的结果表明,云中凝结的水分比实际降水量多得多,只是因为云中某些条件不具备,更多的水分才没有形成降水落到地面。云中凝结的水分约有20%-80%转变成降水,具体依云的类型而定。有人把云中的水比喻为一座水库中的水,闸门开启得小,流出的水量就少,人工增雨就是向云中播撒适当的催化剂,使“小水库”的闸门开大一点,以便让水多流出来一些,增大云的降水效率。此外,云中的水汽变成水或冰时伴随着巨大的能量转换,1g水汽凝结成水约释放出600cal(1J=4.18cal,下同)热量,1g水汽凝结成水约释放出80cal热量。通过人工影响,可利用这些释放的潜热加大云中水汽的凝结量,达到人工增雨的目的。

2、人工增雨催化剂

  人工增雨的方法不是人类直接干预云中的能量变化,而是向云中拨撒适当的催化剂,施加间接的影响,促使云中更多水份变成雨滴(雪)降到地面。使用的催化剂通常分为三类,第一类是可以大量产生凝结核或凝华核的碘化银等成核剂;第二类是可以使云中的水分形成大量冰晶的干冰等制冷剂,第三类是可以吸附云中水分变成较大水滴的盐粒等吸湿剂。碘化银、干冰等是适用于温度低于0℃冷云的催化剂;而盐粒等,是只适用于温度高于0℃暖云的催化剂。目前,我国主要是对冷云实施人工增雨。
  飞机、高炮和火箭是把催化剂播撒到云中的通用人工增雨作业工具。高炮和火箭是在弹头内装填适量碘化银,从地面发射到云中适当部位后,碘化银以焰雾形式喷撒;或随弹爆炸播撒;在飞机上喷撒碘化银焰雾的方法,一种是在机舱内遥控悬挂在机翼下的特制发生器,使从中喷出的碘化银丙酮溶液燃烧;另一种是遥控发射悬挂在机翼下的特制碘化银焰弹。在飞机上也可以向云中播撒小颗粒状的干冰或液氮等冷却剂或吸湿性粒子,人工制造冰晶或大水滴,促使更多的云水转化为降水。
3
、人工消雾
  雾是由于近地层空气中悬浮的无数小水滴或小冰晶造成水平能见度小于1Km的一种天气现象。近地层的气温降低和水汽增加是形成雾的基本条件。
  雾的分类有多种。按其强度可分为重雾(能见度小于50m)、浓雾(能见度50-200m)、中雾(能见度200-500m)和轻雾(能见度500-1000m)4级。从人工消雾的观点,主要是按雾中温度低于0℃或高于0℃将其分为冷雾和暖雾,以便采取相应的作业技术方法。人工消冷雾。向雾中播撒适当物质使之产生大量冰晶,冰晶与水汽和水滴共存时,由于冰面饱和水汽压小于水面饱和水汽压,雾中的水汽便会迅速凝华到冰晶上,冰晶的增长抑制了水滴的增长,并促使水滴不断蒸发、数量减少,从而达到减少和消除大气中雾滴的效果。可产生冰晶的物质有制冷剂(液氮、丙烷和干冰等)、人工冰核(碘化银等)和通过膨胀降温产生冰晶的压缩空气。从技术上讲,人工消冷雾较为成熟。
  人工消暖雾。人工消暖雾的技术尚处于进一步的试验研究之中之中,采用的方法有:播撒氯化钙等吸湿性核在雾中培植大水滴,拓宽雾滴谱,诱发冲并过程,造成雾的沉降,使雾消散;加热方法,增加局部区域温度,使雾滴蒸发而消散;用喷气发动机产生热气,靠热动力振动气流,使雾蒸发消散,采用直升飞机破坏雾层顶部的逆温层,使雾因气流上升而消散等。

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