人工降雪的原理是怎么样

发布网友发布时间：2022-04-21 19:53

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热心网友时间：2022-06-18 21:04

首先让我们看看云的降水机制。云是空气垂直运动的结果，随着空气的上升，地面的水汽也被夹带着一起上升，在这个过程中，一部分水汽蒸发掉，一部分则升人云中，会冷却而凝结，成为云中水汽的一部分。高空的云是否下雨，不仅仅取决于云中水汽的含量，同时还决定于云中供水汽凝结的凝结核的多少。即使云中水汽含量特别大，若没有或仅有少量的凝结核，水汽是不会充分凝结的，也不能充分地下降。即使有的小水滴能够下降，也终会因太少太小，而在降落过程中中途蒸发。基于这一点，人们就想出了一个办法，即根据云的情况(性质、高度、厚度、浓度、范围等)，分别向云体播撒致冷剂(如干冰、丙烷等)、结晶剂(如碘化银、碘化铅、间苯三酚、'四聚乙醛、硫化亚铁等)、吸湿剂(食盐、尿素、氯化钙)和水雾等，以改变云滴的大小，分布和性质，干扰中气流，改变浮力平衡，加速其生长程，达到降水之目的。
高空的云有暖型云(云内温度在0℃以上)和冷型云(云内温度在0℃以下)。对冷型云的人工增雨，常常是播撒致冷剂和结晶剂，增加云中冰晶浓度，以弥补云中凝结核的不足，达到降雨的目的，对暖型云的人工增雨，则通常是向云中播撒吸湿剂和水雾，加强云中碰并，促使云滴增大。
人工增雨最理想的天气是，作业区上空有水汽含量较丰富的积状云，且云层较厚，云顶高度在6100--12200米之间，地面有小于10公里／小时的微风。
人工增雨的方法多种多样，有高射炮、火箭、气球播撒催化剂法，有飞机播撒催化剂法，还有地面烧烟法。
人工增雨目前还处在试验研究阶段，虽然取得了一些可喜的进展，但是，诸如实施人工影响作业后，雨量的净增量、落区、时效及撒播催化剂的种类、时机、方法等方面，都还需要进一步的研究。要达到按照人们自己的意志--呼风唤雨，仍须作长期努力。

天上的水汽要变成雨雪降下来必须具备两个条件，一个是必须有一定的水汽饱和度（主要与温度有关），另一个是必须有凝结核。因此，人工降雪首先必须天空里有云，没有云就象巧妇难做无米之炊一样，下不了雪。能下雪的云，棸0℃以下的"冷云"。在冷云里，既有水汽凝结的小水滴，也有水汽凝华的小雪晶。但它们都很小很轻，倘若不存在继续生长的条件，它们只能象烟雾尘埃一样悬浮在空中，很难落下来。我们在冬天里经常能看到大块大块的云彩，就是不见雪花飘下来，因为组成这些云彩的雪晶太小，克服不了空气的浮力，降水能力很差。如果在云层里喷撒一些微粒物质，促进雪晶很快地增长到能够克服空气的浮力降落下来，这就是人工降雪的功劳。
喷撒什么物质能够促使雪晶很快增长呢? 早期，人们各显神通采用过许多有趣的方法。这些方法主要有：在地面上纵火燃烧，把大量烟尘放到天空里；用大炮袭击云层；利用风筝高飞云中，然后在风筝上通电，闪放电花；乘坐飞机钻进云层喷洒液态水滴和尘埃微粒。但是，这些方法的效果都很不理想。直到1946年，人们才发现把很小的干冰微粒投入冷云里，能形成数以百万计的雪晶。当年1l月3日，有人在飞机上把干冰碎粒撒到温度为-20℃的高积云顶部，结果发现雪从这块云层中降落下来。
这里所说的干冰不是由水冻结的冰，而是二氧化碳的固体状态，很象冬天压结实的雪块。干冰的温度很低，在-78.5℃以下。把干冰晶体象天女散花似地喷撒在冷云里，每一颗二氧化碳晶体都成为一个剧冷中心，促使冷云里的水汽、小水滴和小雪晶很快地集结在它的周围，凝华成较大的雪花降落下来。怎样把这些凝结核散布到云层中呢？现代*多使用大炮，把化学药品装在炮弹里，然后用大炮发射到云层里去的。不过这种方法喷撒不均匀，药品浪费较大，增加了人工降雪的成本。还有人把它们装在土火箭里，让火箭飞到云里去喷撒。