人工降雨是怎么回事,人工降雨是怎么回事?

1、人工降雨是怎么回事?当某地出现干旱,影响农作物产量的时候,人们经常会采取人工降雨的办法来减轻干旱灾害,争取丰收 。这项技术的历史只有50多年 , 目前仍处于试验研究阶段,但已经在很多国家和地区得到应用 。那么,人工降雨究竟是怎么一回事呢?
要弄清楚这个问题,首先要从人工降雨的对象——云来讲起 。自然界的云分为冷云和暖云,从降雨条件来说,二者有很大的不同:冷云要形成降雨 , 必须同时具备过冷却云滴和冰晶,二者缺一不可;暖云要形成降雨,其内部要有一定数量的大水滴 。因此,这两种云的人工降雨方式也有所不同 , 这种不同主要体现在催化剂方面:对于那些缺少冰晶的冷云,人们用飞机、炮弹和气球等工具将冷却剂(如干冰)或冰核(如碘化银)等催化剂送入冷云之中 , 使其中出现冰晶,这些冰晶会使过冷却云滴蒸发为水汽 , 并转移到自己身上 。于是冰晶不断增大变重,上升气流无法托住它,在下坠的过程中融化为水 , 形成降雨;对于那些缺少大水滴的暖云,人们用同样的工具将吸湿性催化剂(如食盐、盐水和氯化钙等)送入云中,使其中出现大量大水滴 。大、小水滴在下降过程中由于速度和惯性的差异,发生兼并融合,增大为雨滴,形成降雨 。
人工降雨是因为云中的水汽胶性状态比较稳定,不易产生降水,而人工增雨就是要破坏这种胶性稳定状态 。通常的人工降雨就是通过一定的手段在云雾厚度比较大的中低云系中播散催化剂(碘化银)从而达到降雨目的 。

人工降雨是怎么回事,人工降雨是怎么回事?

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2、人工降雨是怎么回事 人工降雨的化学变化人工降水,是根据不同云层的物理特性,选择合适时机,用飞机、火箭向云中播撒干冰、碘化银、盐粉等催化剂,使云层降水或增加降水量,以解除或缓解农田干旱、增加水库灌溉水量或供水能力,或增加发电水量等.中国最早的人工降雨试验是在1958年,吉林省这年夏季遭受到60年未遇的大旱,人工降雨获得了成功.1987年在扑灭大兴安岭特大森林火灾中,人工降雨发挥了重要作用.
基本概述
运用云和降水物理学原理,通过向云中撒播催化剂(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. 撒播催化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.
编辑本段原理及方法
冷云催化
在温度低于 0°C的冷云降水过程中,冰晶浓度起着重要的作用.根据降水粒子浓度的实测资料和理论估算,只有当冰晶浓度达到1个/升或更高的量级时,才有较高的降水效率.对因冰晶浓度不足、降水效率很低的自然云,若在其过冷却部位播撒成冰催化剂,就可以增加冰晶浓度.每克干冰或碘化银,可产生1012个以上的冰晶,若用几百克,就可以使几十立方公里云体的冰晶浓度达 10个/升.这些人工冰晶通过伯杰龙过程迅速增长,促进冷云降水过程,使降水量增加.一些比较严格试验的统计分析表明,冷云催化可以增加降水量10~20%.如果人工冰晶的浓度很大,则形成的雪晶的平均尺度较小,它们从云中下落到地面的时间较长,在气流的作用下,会落到下风方向更远的地方而改变降水的分布.人工降雨
冷云催化的温度条件:人工降水的效果同云的自然条件有密切关系.就冷云催化而言,云中的温度条件十分重要.就整个云体而言,云顶温度一般最低,常将它作为估计云中自然冰晶浓度的参数.当云顶温度低到一定程度时,云中常会形成大量冰晶,这时用人工方法增加冰晶,效果就不显著.反过来,云顶温度如果太高,碘化银等催化剂的成冰能力就太低,也不利于人工催化.所以对冷云催化法增加降水来说,云顶温度不宜太高或太低.一些地形云和积云的人工降水试验结果的统计分析表明,当云顶温度处于-10~-25°C时,人工降水的效果比较明显.这一最适宜的温度区间,称为播云温度窗.鉴于降水过程的复杂性,采用不同催化技术时,必须研究各类云中最有利的温度条件或其他条件.
暖云催化
在温度高于 0°C的暖云里,降水主要在云滴碰并过程中得到发展.云滴越大,碰并增长就越快.计人工降雨
算表明,当云滴半径超过0.04毫米时,就可以迅速碰并而长成雨滴.在那种大云滴的浓度不足的自然云中,播撒大量半径大于0.04毫米的水滴,就能够促进降水过程.计算表明,每克水可以形成约几百万个大云滴,要催化10立方公里的云体,则需要几吨水.若往云中播撒一定大小的吸湿性物质颗粒或者溶液滴,它们能在云中吸湿而迅速长成大云滴,这样所需的催化剂量,就用不到水的十分之一.除了播云以外,法国和苏联有人试验在地面加热,造成人工上升气流的方法,试图在一定气象条件下激发或增加降水.美国有人设想利用沥青或碳黑吸收太阳辐射,提高局地空气的温度,促进云的发展以增加降水.中国有人研究过爆炸对降水的影响.这些人工降水方法的研究,都还处在探索的阶段.
动力催化
通过冷云催化使云中产生大量冰晶,所释放的潜热将改变积云的宏观动力过程而增加降水.它是60年代在人工降水试验方面的一项进展.积云中上升气流的速度,主要决定于云内外温差造成的浮力.在发展旺盛的积云内,存在着大量过冷水滴.在这种云中播撒大量的成冰催化剂时,能使过冷水滴冻结而释放潜热,水汽在冰粒表面凝华时也释放潜热.估计这两种潜热足以使云中局部温度升高0.5°C左右,这将加大浮力而促使某些积云的上升气流速度增大,云体扩展,生命期延长,结果使进入云体的水分总量增大而增加降水量.虽然动力催化同一般冷云催化所用的催化剂一样,但着眼点不同,动力催化所用的催化剂量必须大大增加,才可能收效.积云动力催化在50年代曾作过初步的尝试,但周密设计的积云动力催化试验,直到1963年才开始.J.辛普森在美国佛罗里达州所做的随机试验表明,催化后积云的云顶平均增高1.6公里,平均雨量增加1.7倍.他指出,催化后云顶增高量同大气层结(见大气静力稳定度)有密切的关系.在其他国家和地区,也作过类似试验,但效果不一.有人对整个地区积云群体进行过动力催化的随机试验,初步结果表明有增雨的效果.
编辑本段模拟数值
用数学物理方程组描述和计算成云降干涸的土地
水过程和人工催化过程,通过数值计算方法模拟不同条件下各种催化技术的人工影响过程,以研究催化的原理、技术和效果.由于云和降水的自然变率很大,外场试验的研究周期很长,花费很大,一个严格设计的试验(某种催化程序、技术等),一般需进行几年才能对其效果作出估价.如果要比较不同催化技术的效果,选择最佳的试验设计,就需要更长的时间.因此用数值模拟方法为实际试验和理论研究提供依据,就显得十分重要.60年代辛普森用积云数值模拟,计算了自然云的发展高度,并假定动力催化使云中水滴在比自然过程更高的温度下冻结,释放潜热,从而计算出催化后的积云发展高度.试验的实测结果同模式计算相当一致.这就为动力催化的原理和试验云的选择,提供了科学依据.随着电子计算机的普及,各国针对各种人工降水试验,进行了很多数值模拟.它们虽然对实际过程都作了较大的简化,具有不同方面的局限性,但同外场试验相结合,能缩短估价人工降水效果的试验周期,从而成为人工降水试验研究的一个重要组成部分.
编辑本段效果检验
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%.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.把试验单为碘化银很容易从地面上用简单的装置发射到云层中,不象使用干冰那样麻烦.使用干冰有时还有些危险.有几次巨大的干冰块直坠屋顶,凿成大洞,引起一片恐慌.在成功的事实面前,最保守的人也承认,现代的人工降雨是控制天气的一大进展.今天,耕云播雨已经不是神话.谢福和冯尼古特的发明,给苦于干旱的人们带来了福音.他们勤于观察、勤于思索、锲而不舍的探索精神,也将被人们长久地传颂.
编辑本段发展现状
由于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,人工降水的理论和技术方法还处于探索和试验研究阶段.世界上先后约有80个国家和地区开展了这项试验 ,其中美国、澳大利亚、前苏联和中国等国的试验规模较大 .中国一些经常发生干旱的省、区都开展了这项试验,其中有许多成功的例子.这对于增加降水,缓解干旱的威胁,起到了积极的作用.人工降雨
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3、人工降雨是怎么回事呢?主要是通过人为的射入干冰而造成的人工降雨 。
人工降雨
人工降雨与自然降雨非常相似,都是依靠水汽在云层中凝结而最终下降 。还是人工降雨,但比自然降雨多了一步,那就是给云层添加催化剂,让它们聚集在一起形成降雨现象 。人工降雨自然需要水,一定高度有富水云;其次,需要气温骤降,使云中的水凝结成雨 。人工降雨只是在干冰升华时瞬间带走大量热量 , 降低环境温度,使云层变成雨 。
人工降雨的原理
是利用一定的手段撒布催化剂进行实验,从而增加云中凝结核的数量,改变云中的温度,扰动并产生对流,从而达到降雨的目的 。通常,自然降水不仅需要一些宏观天气条件 , 还需要云中的微物理条件 。比如零度以上的暖云中一定有大水滴;冰晶一定在零度以下的冷云中 。
如果不能满足必要的自然条件,不管天气和云的情况如何,都不会下雨 。因此,当云和降水过程处于发展或持续阶段时,选择人工降雨 。根据科学家的经验,适合人工增雨的天气系统主要是冷锋天气、东北冷涡和切变线 。此时云层较厚,有持续上升的气流,有利于人工增雨和人工降雨 。降雨的主要技术是通过飞机、大炮、火箭等特殊传输手段催化局地大气云,使云中更多的水变成雨滴落下 。
人工降雨的成本很高
甚至是完全的资源浪费和亏本生意 。然而,这也是一种无奈的情况 。毕竟和干旱相比,如果能用钱解决就更好了 。据了解,中国上海已经实施人工增雨 , 当时的成本已经达到470万元 。降雨所需的催化剂占成本的近1/10 。好钢用在刀刃上,在干旱严重的农业省份,成本是可怕的 。当然 , 农作物非常重要 。因此,中国自古以来就是小农经济,现在倾向于各种经济的共同发展,但农业仍然占据着重要的部分 。换句话说 , 如果庄稼死了,中国人该吃什么?所以,不管怎么烧钱,人工降雨该做还是要做!
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4、人工降雨是怎么回事?分类:教育/科学 >> 科学技术
解析:
人工降雨的科学原理
云是由水汽凝结而成;而云的厚度以及高度通常由云中水汽含量的多寡以及凝结核的数量、云内的温度所决定 。一般来说,云中的水汽胶性状态比较稳定,不易产生降水,而人工增雨就是要破坏这种胶性稳定状态 。通常的人工降雨就是通过一定的手段在云雾厚度比较大的中低云系中播散催化剂(碘化银)从而达到降雨目的 。一是增加云中的凝结核数量,有利水汽粒子的碰并增大;二是改变云中的温度,有利扰动并产生对流 。而云中的扰动及对流的产生,将更加有利于水汽的碰并增大,当空气中的上升气流承受不住水汽粒子的飘浮时,便产生了降雨 。
降雨的形成
在云块中,随着空气中水汽的不断补充,过饱和的水汽继续不断地在云滴上凝结和凝华,使云滴继续增大,当增大到一定程度,由于重力作用,云滴开始下落,在下落过程中 , 大的云滴下降速度快,小的云滴下降速度慢,因此大的云滴会赶上小的云滴 , 合并成更大的云滴,如此下去 , 云滴就象滚雪球一样越聚越大,最终落向地面 , 成为雨滴 。
在夏季晴朗的日子里,当某地区存在暖湿时,便会产生对流运动 。暖湿气流从地面升起,因绝热达到过饱和而凝结成云 。在下降气流控制的地方,空气绝热增温,空气相对温度较小 , 云无法产生,于是便形成了一朵朵的顶部凸出、底部平坦像馒头一样的淡积云,若对流继续发展,由于上升气流的中部比周围强,于是便形成了象山峦或宝塔那样的浓积云和更加宠大的犹如巍巍高山的积雨云了 。
专家解释人工降雨的形成有两个必要条件,一个是当地天空中拥有水汽较丰厚的云层,第二个是大气环流的走向 。而这两个条件都需要有精确的实时气象资料 。
专家还否认了人工降雨会造成灾害性天气的说法,专家认为,人工降雨的原理是人为地把云层中的水汽迫降成雨,水汽本身就不丰厚 , 造成暴雨的几率很小 。
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5、人工降雨是怎么回事?【人工降雨是怎么回事,人工降雨是怎么回事?】把天上的水实实在在地降到地面上来,不让它白白跑过去,这就是人工降雨,但更为科学的称谓是人工增雨 , 有空中、地面作业两种方法 。
空中作业是用飞机云中播撒催化剂 。地面作业是利用高炮、火箭从地面上发射 。炮弹在云中爆炸 , 把炮弹中的碘化银燃成烟剂撒在云中 。火箭在到达云中高度以后,碘化银剂开始点燃 , 随着火箭的飞行,沿途拉烟播撒 。飞机作业一般选择稳定性天气,才能确保安全 。一般高炮、火箭作业较为广泛 。
碘化银在人工降雨中所起的作用在气象学上称作冷云催化 。碘化银只要受热后就会在空气中形成极多极细(只有头发直径的百分之一到千分之一)的碘化银粒子 。1g碘化银可以形成几十万亿个微粒 。这些微粒会随气流运动进入云中,在冷云中产生几万亿到上百亿个冰晶 。因此,用碘化银催化降雨不需飞机,设备简单、用
量很少,费用低廉,可以大面积推广 。
除了人工降水(雨、雪)外,碘化银还可以用于人工消云雾、消闪电、削弱台风、抑制冰雹等 。