現代人工影響天氣的原理

2020-11-30 中國氣象局

　　現代人工影響天氣主要是通過一定的技術方法改變雲的微結構，從而改變雲降水的發展過程，達到增加降水、防禦冰雹、消雲、消霧等目的。雲和降水的發生、發展是大氣動力熱力過程和雲中微物理過程相互作用的產物。在溫度低於0℃的自然冷雲中，局部過冷水多，有時缺乏自然冰晶，雲滴到雨滴降水轉化很不充分；在溫度高於0℃的自然暖雲中，雲滴大小均勻，不易產生降水。

　　雲和降水的發生、發展是大氣動力熱力過程和雲中微物理過程相互作用的產物，要形成降水需要具備三個基本條件：雲中水汽豐富、凝結核充足和有氣流上升運動。一般來說，積雨雲、濃積雲和雨層雲容易降水，而晴天的積雲和層積雲不易產生降水。最有利於雲滴增長為雨滴的是冰水共存的混合雲。

　　人工增雨

　　根據云的性質，人工增雨分為冷雲催化和暖雲催化作業，其中冷雲催化是目前世界各國都採用的相對成熟的技術。

　　在溫度低於0℃的冷雲中，降水效率之所以不高是因為雲內缺乏冰晶，雲滴得不到增長，雲水不能更多地轉化成降水。通過向雲中播撒碘化銀成冰劑，產生大量的人工冰核，冰核轉化成冰晶，冰晶吸附水汽，凝結增長，碰並增長，當冰晶增長到一定程度就會降落，進入暖區融化成為雨滴，從而引發雲層降水或增大降水強度或者向雲中播撒乾冰、液氮等致冷劑，在其周圍形成-40℃的區域，即有自生冰晶，大量過冷水滴迅速凍結，引發冰晶效應。在冷雲催化過程中，冰晶凝華釋放潛熱，使雲體溫度升高，促進上升氣流的發展，進一步加強降雨。

　　在0℃以上的暖雲中，雲物理結構穩定，自然條件下的水滴大小均勻，缺乏大水滴, 不易產生降水。通過向雲中播撒大小適當的鹽粉等吸溼劑，可以改變雲滴譜分布的均勻性，吸溼性凝結核在相對溼度接近100％的雲霧環境中能增長成直徑超過40微米的大滴，促進凝結碰並增長，生成雨滴增加降水。

　　人工防雹

　　災害性冰雹主要產生在強對流的積雨雲中，冰雹一般出現在雲中一個範圍不大的冰雹累積帶上，由初始冰雹胚胎凝華和碰並周圍的水滴而增長形成。在雲發展初期，通過向雹胚形成區中增加大量人工冰晶，與自然雹胚競爭周圍環境中有限的水分資源，抑制冰雹增長，使雹胚都不能長成危害嚴重的大雹塊，從而達到消雹增雨減災的目的。

雲降水微物理過程。

　　人工消雲減雨

　　人工消雲減雨可以說是人工增雨的擴展和延伸。主要是通過在降水雲團的上遊地區實施大範圍、大規模、超常規的人工增雨作業，使天氣系統的能量加速擴散，同時使空中水滴快速形成，讓移進目標區的降水雲團提前降雨；或者在目標區的上風方地區，往雲層裡超量播撒冰核，使雲中無法形成足夠大的雨滴，阻止和延緩大降水。

　　人工消霧

　　霧是接近地面的雲，分為冷霧、暖霧和冰霧。消冷霧主要是向霧中播撒碘化銀成冰劑或者乾冰、液氮、丙烷等致冷劑，產生大量冰晶，迅速增長沉降，以減輕霧的濃度。消暖霧主要有三種方法：在霧中播撒氯化鈣溶液和鹽粉等吸溼劑，以形成大滴沉降減小霧濃度；向霧區噴射高溫氣體，以加熱蒸發霧滴；用螺旋槳攪動，使上下乾濕空氣混合，消除霧氣，改善能見度。消冰霧原則上也使用加熱法。

（責任編輯：王美麗）

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