人工降雨的原理

1、人工降雨的原理材化二班常喆 李崇一一 什么是人工降雨？什么是人工降雨？ 人工降雨又稱人工降水，是根據(jù)自然界降水形成的原理，人為補(bǔ)充某些形成降水的必要條件，促進(jìn)云滴迅速凝結(jié)或碰并增大成雨滴，降落到地面。二二 人工降雨的條件是什么？人工降雨的條件是什么？一般在自然云已經(jīng)降水或者接近于降水的條件下，人工降水的方法才能發(fā)揮作用。人工降水的效果受云和其他條件所制約。例如在冷云催化試驗(yàn)中按云頂溫度分類，統(tǒng)計(jì)得出，在一定溫度區(qū)間里有比較顯著的效果。三三 人工降雨的方法有哪些？人工降雨的方法有哪些？冷云冷云催化催化在溫度低于0C的冷云降水過(guò)程中，冰晶濃度起著重要的作用。根據(jù)降水粒子濃度的實(shí)測(cè)資料和理論估算，只

2、有當(dāng)冰晶濃度達(dá)到1個(gè)/升或更高的量級(jí)時(shí)，才有較高的降水效率。對(duì)因冰晶濃度不足、降水效率很低的自然云，若在其過(guò)冷卻部位播撒成冰催化劑，就可以增加冰晶濃度?？梢允箮资⒎焦镌企w的冰晶濃度達(dá) 10個(gè)/升。這些人工冰晶通過(guò)伯杰龍過(guò)程迅速增長(zhǎng)，促進(jìn)冷云降水過(guò)程，使降水量增加。冷云催化的溫度條件冷云催化的溫度條件:人工降水的效果同云的自然條件有密切關(guān)系。就冷云催化而言，云中的溫度條件十分重要。就整個(gè)云體而言，云頂溫度一般最低，常將它作為估計(jì)云中自然冰晶濃度的參數(shù)。當(dāng)云頂溫度低到一定程度時(shí)，云中常會(huì)形成大量冰晶，這時(shí)用人工方法增加冰晶，效果就不顯著。反過(guò)來(lái),云頂溫度如果太高，碘化銀等催化劑的成冰能力就太低

3、，也不利于人工催化。所以對(duì)冷云催化法增加降水來(lái)說(shuō)，云頂溫度不宜太高或太低。一些地形云和積云的人工降水試驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析表明，當(dāng)云頂溫度處于-10-25C時(shí)，人工降水的效果比較明顯。這一最適宜的溫度區(qū)間，稱為播云溫度窗。鑒于降水過(guò)程的復(fù)雜性，采用不同催化技術(shù)時(shí)，必須研究各類云中最有利的溫度條件或其他條件。折疊暖云催化折疊暖云催化在溫度高于0C的暖云里，降水主要在云滴碰并過(guò)程中得到發(fā)展。云滴越大，碰并增長(zhǎng)就越快。計(jì)算表明，當(dāng)云滴半徑超過(guò)0.04毫米時(shí),就可以迅速碰并而長(zhǎng)成雨滴。在那種大云滴的濃度不足的自然云中，播撒大量半徑大于0.04毫米的水滴，就能夠促進(jìn)降水過(guò)程。計(jì)算表明，每克水可以形成約幾百萬(wàn)

4、個(gè)大云滴，要催化10立方公里的云體，則需要幾噸水。若往云中播撒一定大小的吸濕性物質(zhì)顆?；蛘呷芤旱危鼈兡茉谠浦形鼭穸杆匍L(zhǎng)成大云滴，這樣所需的催化劑量，就用不到水的十分之一。除了播云以外，法國(guó)和蘇聯(lián)有人試驗(yàn)在地面加熱，造成人工上升氣流的方法，試圖在一定氣象條件下激發(fā)或增加降水。美國(guó)有人設(shè)想利用瀝青或碳黑吸收太陽(yáng)輻射，提高局地空氣的溫度，促進(jìn)云的發(fā)展以增加降水。中國(guó)有人研究過(guò)爆炸對(duì)降水的影響。這些人工降水方法的研究，都還處在探索的階段。折疊動(dòng)力催化折疊動(dòng)力催化通過(guò)冷云催化使云中產(chǎn)生大量冰晶，所釋放的潛熱將改變積云的宏觀動(dòng)力過(guò)程而增加降水。它是60年代在人工降水試驗(yàn)方面的一項(xiàng)進(jìn)展。積云中上升氣流的

5、速度，主要決定于云內(nèi)外溫差造成的浮力。在發(fā)展旺盛的積云內(nèi)，存在著大量過(guò)冷水滴。在這種云中播撒大量的成冰催化劑時(shí)，能使過(guò)冷水滴凍結(jié)而釋放潛熱，水汽在冰粒表面凝華時(shí)也釋放潛熱。估計(jì)這兩種潛熱足以使云中局部溫度升高0.5C左右，這將加大浮力而促使某些積云的上升氣流速度增大，云體擴(kuò)展，生命期延長(zhǎng)，結(jié)果使進(jìn)入云體的水分總量增大而增加降水量。雖然動(dòng)力催化同一般冷云催化所用的催化劑一樣，但著眼點(diǎn)不同，動(dòng)力催化所用的催化劑量必須大大增加，才可能收效。積云動(dòng)力催化在50年代曾作過(guò)初步的嘗試，但周密設(shè)計(jì)的積云動(dòng)力催化試驗(yàn)，直到1963年才開始。J.辛普森在美國(guó)佛羅里達(dá)州所做的隨機(jī)試驗(yàn)表明，催化后積云的云頂平均增高

6、1.6公里，平均雨量增加1.7倍。他指出，催化后云頂增高量同大氣層結(jié)有密切的關(guān)系。在其他國(guó)家和地區(qū)，也作過(guò)類似試驗(yàn)，但效果不一。有人對(duì)整個(gè)地區(qū)積云群體進(jìn)行過(guò)動(dòng)力催化的隨機(jī)試驗(yàn)，初步結(jié)果表明有增雨的效果。四四 催化劑都有什么？催化劑都有什么？ 干冰干冰 干冰是二氧化碳的凝結(jié)固態(tài)。干冰的溫度是攝氏的負(fù)78.5度，因此在保持物體維持冷凍或低溫狀態(tài)下非常有用。干冰能夠急速的冷凍物體和降低溫度并且可以用隔離手套來(lái)做配置。干冰已經(jīng)被廣泛的使用在許多層面了，干冰在增溫時(shí)是由固態(tài)直接升華為氣態(tài)，直接轉(zhuǎn)化為氣體而省略掉轉(zhuǎn)為液態(tài)的程序，因此其相變并不會(huì)產(chǎn)生液體，也因此稱它做干冰。要將二氧化碳變成液態(tài)，就必須加大壓

7、強(qiáng)至5.1大氣壓才會(huì)出現(xiàn)液態(tài)二氧化碳。 制造人造雨:利用飛機(jī)將干冰灑在云上，云中的小水滴就會(huì)被凍結(jié)成許多小冰晶，促使更多的水蒸氣凝結(jié)在上面，化為雨滴，降落到地面。碘化銀碘化銀(AgI)為碘和銀的化合物，黃色粉末(558度)，見光分解，并大量吸熱，先變灰后變黑，不溶于水和氨水，用于照相術(shù)和人工降雨的晶核。五五 人工降雨的費(fèi)用人工降雨的費(fèi)用 上海首次施行人工增雨的初步預(yù)算中寫道，實(shí)施一次人工增雨需要470萬(wàn)元，其中僅僅直接作用于云層的催化劑一次就需要40萬(wàn)元。當(dāng)然這份等待批準(zhǔn)的預(yù)算中不僅有飛機(jī)租用費(fèi)、播撒設(shè)備等硬件費(fèi)用，還包括地面監(jiān)測(cè)費(fèi)用、人力資源費(fèi)用等幾十項(xiàng)。 人工增雨所用的火箭彈一枚的價(jià)值在2

8、000-4000元，用于使用的人工增雨火箭發(fā)射架價(jià)值在20萬(wàn)元左右?；鸺龔棇儆谲娀穑瑥倪\(yùn)輸費(fèi)、押送費(fèi)、保管費(fèi)、發(fā)射費(fèi)等都是一筆不小的開支。還有那么多工作人員背后默默地付出不能不算，每次都要發(fā)射探空氣球，而且還要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，這些間接投入不好算，也算不清。六六 人工降雨的發(fā)展歷程人工降雨的發(fā)展歷程古代古代巫術(shù)巫術(shù)早在遠(yuǎn)古時(shí)代，我們的祖先就幻想著掌握呼風(fēng)喚雨的本領(lǐng)。刀耕火種的初民,跪在赤熱的陽(yáng)光下祈求雨水;巫師們?yōu)榱饲笥晔贡M了花招，有時(shí)戴上面具手舞足蹈，有時(shí)放開喉嚨咿呀歌唱;他們還常常向冥冥中的神靈祭獻(xiàn)牛羊牲靈，有時(shí)甚至祭獻(xiàn)活人。巫師們用葦管向空中吹噴水珠,希望這種象征性的雨滴可以帶來(lái)豐沛的雨水。美洲的印第安人在籬笆上掛上干癟的蛇尸求雨，東方人跳龍舞，西方人做祈禱;但無(wú)情的干旱卻一次次地使他們的希望和田地里的禾苗一起枯萎。后來(lái)，求雨的花樣不斷翻新。有人鳴槍,有人爆破，還有人燃點(diǎn)化學(xué)物質(zhì)，相信這類化合物的煙霧可能引來(lái)雨水。這些求雨者中也有個(gè)別