人工降雨是什么原理?
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人工降雨运用云和降水物理学原理,通过向云中撒播降雨剂(盐粉、干冰或碘化银等),使云滴或冰晶增大到一定程度,降落到地面,形成降水,又称人工增加降水。撒播的方法有飞机在云中撒播、高射炮或火箭将碘化银炮弹射入云中爆炸和地面燃烧碘化银焰剂等。是人工影响天气中进行得最多的一项试验。
人工影响云的微物理过程,可以在一定条件下使本来不能自然降水的云受激发而降水,也可使那些水分供应较多、往往能自然降水的云,提高降水效率而增加降水量。但不能自然降水的云能供应的水分较少,因此人工催化的经济价值有限。
人工降雨根据自然界降水形成的原理,人为补充某些形成降水的必要条件,促进云滴迅速凝结或碰并增大成雨滴,降落到地面。
准确的说应该是人工增雨,因为我们必须利用降水条件再人为使降水形成过程加快以及降水概率增大而已。人工降雨的原理其实就是通过向空中或者说云中,喷射洒播降雨剂(一般来说是盐粉、干冰或碘化银),使云滴或冰晶迅速增大到一定的程度,因为重力而降落到地上,形成降水,这个过程又称人工增加降水。喷射洒播降雨剂的方法有飞机在云中撒播、高射炮或火箭将碘化银炮弹射入云中等方式。
人工增雨作业是什么原理?
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人工增雨原理可概括地用”触发机制”四个字来描述,即在充分自然降水过程的基础上,人工触发自然降雨机制。有云才能有雨,但不是所有的云都有降水潜力,只有那些有充分水汽条件的云才可催化致雨。雨的形成首先是有充分水汽的云,然后要有凝结核。自然状态下空气中的尘埃微小颗粒物都是形成雨的必有条件,水汽遇到这些尘埃颗粒迅速附着上越积累越大,随着体积重量增大下沉到地面形成了雨滴。增雨基本原理是人工向云里播撒催化剂也就是凝结核,增加水汽中的凝结核数量也就是增加水滴的数量,来完成增雨目的。
人工增雨不是人工降雨,而是人类利用相应的物理技术来增加降水量的过程。人类还没有掌握在没有积雨云的降水前提条件情况下进行人工降雨的技术。
人工影像天气早以在世界有条件科技发达的国家广泛应用。
二、人工增雨催化剂
世界上普遍使用的人工增雨催化剂是碘化银,碘化银对自然生态及其人类无任何危害,所以它被广泛使用。为什么选用碘化银为催化剂,是由它的物理性质来决定的,碘化银粒子自身重,而且容易吸附水汽形成雨滴。所以在具备降水条件的云里播撒催化剂能起到增加降水量的作用。
三、人工增雨载体
目前我省撒播催化剂的方法是火箭增雨和飞机增雨两种。火箭增雨是使用地面火箭发射到云层中播撒催化剂进行增雨的过程,而飞机增雨是指用飞机在云中播撒催化剂进行增雨的过程,只是载体不同。
我省购置的运12飞机及火箭发射车
为什么要人工降雨,人工降雨又是怎么进行?
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人工降雨在二战时就被发现了,到现在已经被广泛应用。为什么要进行人工降雨呢?人工降雨可以增加降雨量,可以扑灭森林大火,增加发电,把暴雨扼杀在萌芽阶段,缓解大旱缺水,清洁空,提前降雨等等。简单来说就是合理的控制降雨,达到服务于人的目的。
那人工降雨是怎么进行的呢?
首先呢要选择合适的天气,以及符合的微物理条件,才能进行人工降雨作业。反之则达不到降雨的效果。其次就是,相关部门根据需要,来选择人工降雨的方式,比如通过飞机携带催化剂(干冰,盐粉,碘化银)进入云层进行播撒,使云滴或者冰晶遇冷增大到一定程度,形成降雨。
地面发射火箭或者炮弹进行人工降雨作业,让携带碘化银的火箭飞到4000米到5000米的空中,进入云层,飞行的同时进行播撒碘化银,这种作业方式更为广泛,污染也极少。
人工降雨发展到现在技术已经非常成熟了,被应用的的范围也越来越广,这就是科学技术带来的好处,使我们能更好的生活。
一次人工降雨需要什么条件?
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一般在自然云已经降水或者接近于降水的条件下,人工降水的方法才能发挥作用。由于降水的自然变率很大,人工增加降水量的幅度较小,如何估价人工降水的效果就显得人工降雨十分困难。人工催化增加的降水量,是催化后的实际降水量和不经催化的自然可能降水量之差。实际降水量可以测定,但能否正确估价自然可能降水量,就成了效果检验的关键。在对降水的物理规律认识不足的情况下,主要依靠统计学的方法对自然可能降水量作出估价。初期的统计检验方法,多数采用回归统计法,在人工催化目标区附近选择一个不受催化影响的地区作为对比,用历史资料建立目标区和对比区降水量的回归方程。把人工降水试验期间对比区的降水量代入回归方程,求出目标区的自然可能降水量,再与目标区实测降水量对比,就可估价人工降水的效果。采用这种方法对于同一次试验,选用不同的对比区或者不同年限的历史资料作对比,得出的结果,可能出入很大,所以这种方法的可信度不高。一般认为随机试验可以避免主观的偏差得到统计学上的可信估价。随机试验是把适合于人工降水的试验机会(试验单元)按照随机规则(例如抽签)分成两组:一组催化并观测,另一组不催化只观测,作对比。当试验单元足够多时,随机决定的两组试验单元的自然条件应该只有极小的系统性差别,而两组试验实测降水量的系统性差异,就可以归之为人工催化的结果。判断催化效果,存在着成功和失败的可能性,当判断催化有效而实际无效时,常以显著度水平来表示这种可能性。显著度水平越小,判断催化有效的可信度越高。在人工降水试验中,一般要求显著度水平小于5%,即可信度大于95%。
由于水资源对国民经济的重要性,人工降水试验作为开发水资源的一种潜在手段,受到广泛的重视。世界上先后有大约八十个国家和地区开展了这项试验,其中以美国、澳大利亚、中国和前苏联等国的试验规模较大。1958年以后,中国北方各省,曾用飞机向大范围层状云中播撒干冰或碘化银等成冰催化剂,试图增加冬季和春季的降水量;中国南方各省,也曾用飞机或高射炮向积状云内播撒盐粉或碘化银等催化剂,以期增加夏旱时期的降水量。但自然降水过程和人工催化过程中的很多基本问题,仍不很清楚,人工降水的效果检验还有很多困难。
人工降水的效果受云和其他条件所制约。在某种条件下可能有显著的正效果,在另一种条件下可能无效甚至出现负效果。不分条件笼统地进行统计,分析得出的效果往往不显著。把试验单元按照某种指标分成几类分别统计,有时就能得出比较显著的结果。例如在冷云催化试验中按云顶温度分类,统计得出,在一定温度区间里有比较显著的效果。从人工降水研究来说,仅对降水增量作出估价是不够的,必须对整个物理过程的各个环节都有确切的了解。如催化剂在云中指定部位是否达到了一定的浓度,冰晶或大滴的浓度是否明显增加等。观测和统计这些宏观和微观特征量的变化,可从物理过程上分析人工催化的效果。这种观测检验,称为人工降水效果的物理检验。如在冷云试验中观测到催化后冰晶浓度增大,过冷水滴减少,说明人工催化对云的微物理过程已起到作用。一般认为,人工降水的科学试验,必须根据统计学的要求,严格按照预定的设计进行长时间的试验,同时对自然降水过程和人工催化过程,进行细致的野外探测和数值模拟,才能使试验具有比较坚实的物理基础和统计的可信度。
人工降雨是要有充分的条件的。一般自然降水的产生,不仅需要一定的宏观天气条件,还需要满足云中的微物理条件,比如:0℃以上的暖云中要有大水滴;0℃以下的冷云中要有冰晶,没有这个条件,天气形势再好,云层条件再好,也不会下雨。然而,在自然的情况下,这种微物理条件有时就不具备;有时虽然具备但又不够充分。前者根本不会产生降水;后者则降雨很少。此时,如果人工向云中播撒人工冰核,使云中产生凝结或凝华的冰水转化过程,再借助水滴的自然碰并过程,就能使降雨产生或使雨量加大。催化剂在云中起的作用,打个不太确切的比方说,就好像是盐卤点豆腐,使本来不会产生的降水得以产生,已经产生的降水强度增大。
人工降雨作业为何要燃烧烟条?烟条是什么导向?
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烟条是(干冰或碘化银),人工降雨的原理,是运用云和降水物理学,通过向云中撒播降雨剂(干冰或碘化银),使云滴或冰晶增大,降落到地面,达到降雨,撒播的方式有飞机撒播、高射炮、火箭等。
干冰是二氧化碳的凝结固态,干冰温度是摄氏78.5度,要保持物体维持冷冻或低温状态下非常有用,制造人工降雨:利用飞机将干冰洒在云上,云中的小水滴就会被冻结成许多小冰晶,促使更多的水蒸气凝结在上面,化为雨滴,达到人工降雨。
碘化银为碘和银的化合物,人工降雨的晶核,黄色粉末,见光分解,并大量吸热,人工降雨中,用作冰核形成剂:还能防冰雹、霜冻、雪和风暴。
人工降雨的条件,一般是在自然已经接近降雨条件下,人工降雨的方法才能充分发挥出来。当云顶温度处于10~25℃时,人工降雨的功效比较明显,除了播云以外,法国和苏联试验过地面加热,人工造成上升流方法,试图在一定条件下激发或增加降水量,美国科学家设想利用沥青或碳黑吸收太阳辐射,提高局地空气温度,达到云层发展和增加降雨。
上海首次施行人工增雨的初步预算写道,实施一次人工增雨需要470万元,其中仅仅直接作用于云层的催化剂一次就需要40万元,人工增雨所用的火箭弹一枚价值2000~4000元,使用的增雨火箭发射架价值20万左右。
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