人工降雨的方法有空中、地面作業兩種方法。
空中作業是用飛機雲中播撒乾冰、碘化銀、鹽粉等催化劑。地面作業是利用高炮、火箭從地面上發射催化劑。炮彈在雲中爆炸,把炮彈中的碘化銀燃成煙劑撒在雲中。火箭在到達雲中高度以後,碘化銀劑開始點燃,隨著火箭的飛行,沿途拉煙播撒。飛機作業一般選擇穩定性天氣,才能確保安全。一般高炮、火箭作業較為廣泛。
原理及方法
冷雲催化
在溫度低於 0°C的冷雲降水過程中,冰晶濃度起著重要的作用。根據降水粒子濃度的實測資料和理論估算,只有當冰晶濃度達到1個/升或更高的量級時,才有較高的降水效率。對因冰晶濃度不足、降水效率很低的自然雲,若在其過冷卻部位播撒成冰催化劑,就可以增加冰晶濃度。每克乾冰或碘化銀,可產生1012個以上的冰晶,若用幾百克,就可以使幾十立方公里雲體的冰晶濃度達 10個/升。這些人工冰晶透過伯傑龍過程迅速增長,促進冷雲降水過程,使降水量增加。一些比較嚴格試驗的統計分析表明,冷雲催化可以增加降水量10~20%。如果人工冰晶的濃度很大,則形成的雪晶的平均尺度較小,它們從雲中下落到地面的時間較長,在氣流的作用下,會落到下風方向更遠的地方而改變降水的分佈。
人工降雨冷雲催化的溫度條件:人工降水的效果同雲的自然條件有密切關係。就冷雲催化而言,雲中的溫度條件十分重要。就整個雲體而言,雲頂溫度一般最低,常將它作為估計雲中自然冰晶濃度的引數。當雲頂溫度低到一定程度時,雲中常會形成大量冰晶,這時用人工方法增加冰晶,效果就不顯著。反過來,雲頂溫度如果太高,碘化銀等催化劑的成冰能力就太低,也不利於人工催化。所以對冷雲催化法增加降水來說,雲頂溫度不宜太高或太低。一些地形雲和積雲的人工降水試驗結果的統計分析表明,當雲頂溫度處於-10~-25°C時,人工降水的效果比較明顯。這一最適宜的溫度區間,稱為播雲溫度窗。鑑於降水過程的複雜性,採用不同催化技術時,必須研究各類雲中最有利的溫度條件或其他條件。
暖雲催化
在溫度高於 0°C的暖雲裡,降水主要在雲滴碰並過程中得到發展。雲滴越大,碰並增長就越快。人工降雨計算表明,當雲滴半徑超過0.04毫米時,就可以迅速碰並而長成雨滴。在那種大雲滴的濃度不足的自然雲中,播撒大量半徑大於0.04毫米的水滴,就能夠促進降水過程。計算表明,每克水可以形成約幾百萬個大雲滴,要催化10立方公里的雲體,則需要幾噸水。若往雲中播撒一定大小的吸溼性物質顆粒或者溶液滴,它們能在雲中吸溼而迅速長成大雲滴,這樣所需的催化劑量,就用不到水的十分之一。 除了播雲以外,法國和蘇聯有人試驗在地面加熱,造成人工上升氣流的方法,試圖在一定氣象條件下激發或增加降水。美國有人設想利用瀝青或碳黑吸收太陽輻射,提高局地空氣的溫度,促進雲的發展以增加降水。中國有人研究過爆炸對降水的影響。這些人工降水方法的研究,都還處在探索的階段。
動力催化
透過冷雲催化使雲中產生大量冰晶,所釋放的潛熱將改變積雲的宏觀動力過程而增加降水。它是60年代在人工降水試驗方面的一項進展。積雲中上升氣流的速度,主要決定於雲內外溫差造成的浮力。在發展旺盛的積雲內,存在著大量過冷水滴。在這種雲中播撒大量的成冰催化劑時,能使過冷水滴凍結而釋放潛熱,水汽在冰粒表面凝華時也釋放潛熱。估計這兩種潛熱足以使雲中區域性溫度升高0.5°C左右,這將加大浮力而促使降雨。
人工降雨的方法有空中、地面作業兩種方法。
空中作業是用飛機雲中播撒乾冰、碘化銀、鹽粉等催化劑。地面作業是利用高炮、火箭從地面上發射催化劑。炮彈在雲中爆炸,把炮彈中的碘化銀燃成煙劑撒在雲中。火箭在到達雲中高度以後,碘化銀劑開始點燃,隨著火箭的飛行,沿途拉煙播撒。飛機作業一般選擇穩定性天氣,才能確保安全。一般高炮、火箭作業較為廣泛。
原理及方法
冷雲催化
在溫度低於 0°C的冷雲降水過程中,冰晶濃度起著重要的作用。根據降水粒子濃度的實測資料和理論估算,只有當冰晶濃度達到1個/升或更高的量級時,才有較高的降水效率。對因冰晶濃度不足、降水效率很低的自然雲,若在其過冷卻部位播撒成冰催化劑,就可以增加冰晶濃度。每克乾冰或碘化銀,可產生1012個以上的冰晶,若用幾百克,就可以使幾十立方公里雲體的冰晶濃度達 10個/升。這些人工冰晶透過伯傑龍過程迅速增長,促進冷雲降水過程,使降水量增加。一些比較嚴格試驗的統計分析表明,冷雲催化可以增加降水量10~20%。如果人工冰晶的濃度很大,則形成的雪晶的平均尺度較小,它們從雲中下落到地面的時間較長,在氣流的作用下,會落到下風方向更遠的地方而改變降水的分佈。
人工降雨冷雲催化的溫度條件:人工降水的效果同雲的自然條件有密切關係。就冷雲催化而言,雲中的溫度條件十分重要。就整個雲體而言,雲頂溫度一般最低,常將它作為估計雲中自然冰晶濃度的引數。當雲頂溫度低到一定程度時,雲中常會形成大量冰晶,這時用人工方法增加冰晶,效果就不顯著。反過來,雲頂溫度如果太高,碘化銀等催化劑的成冰能力就太低,也不利於人工催化。所以對冷雲催化法增加降水來說,雲頂溫度不宜太高或太低。一些地形雲和積雲的人工降水試驗結果的統計分析表明,當雲頂溫度處於-10~-25°C時,人工降水的效果比較明顯。這一最適宜的溫度區間,稱為播雲溫度窗。鑑於降水過程的複雜性,採用不同催化技術時,必須研究各類雲中最有利的溫度條件或其他條件。
暖雲催化
在溫度高於 0°C的暖雲裡,降水主要在雲滴碰並過程中得到發展。雲滴越大,碰並增長就越快。人工降雨計算表明,當雲滴半徑超過0.04毫米時,就可以迅速碰並而長成雨滴。在那種大雲滴的濃度不足的自然雲中,播撒大量半徑大於0.04毫米的水滴,就能夠促進降水過程。計算表明,每克水可以形成約幾百萬個大雲滴,要催化10立方公里的雲體,則需要幾噸水。若往雲中播撒一定大小的吸溼性物質顆粒或者溶液滴,它們能在雲中吸溼而迅速長成大雲滴,這樣所需的催化劑量,就用不到水的十分之一。 除了播雲以外,法國和蘇聯有人試驗在地面加熱,造成人工上升氣流的方法,試圖在一定氣象條件下激發或增加降水。美國有人設想利用瀝青或碳黑吸收太陽輻射,提高局地空氣的溫度,促進雲的發展以增加降水。中國有人研究過爆炸對降水的影響。這些人工降水方法的研究,都還處在探索的階段。
動力催化
透過冷雲催化使雲中產生大量冰晶,所釋放的潛熱將改變積雲的宏觀動力過程而增加降水。它是60年代在人工降水試驗方面的一項進展。積雲中上升氣流的速度,主要決定於雲內外溫差造成的浮力。在發展旺盛的積雲內,存在著大量過冷水滴。在這種雲中播撒大量的成冰催化劑時,能使過冷水滴凍結而釋放潛熱,水汽在冰粒表面凝華時也釋放潛熱。估計這兩種潛熱足以使雲中區域性溫度升高0.5°C左右,這將加大浮力而促使降雨。