第二章 人工影响天气的基础知识和技术方法汇总.docx

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1、第二章人工影响天气的基础知识和技术方法汇总第二章人工影响天气的基础知识和技术方法第一节人工影响天气的基础知识人工影响天气概念的提出是基于人类为了生产和生活的需要，希望通过人为干涉，克制或减轻由恶劣天气引起的自然灾祸，在适当条件下，促使天气向有利于人类需要的方向发展，包括人工防雹、人工增雨、人工防霜、人工消雾、人工消雨等。在本文中我们只介绍人工防雹、人工增雨和人工防霜。这里需要讲明的是，人的气力是有限的，要彻底改变天气、气候是不可能的，我们只能在适当时候、适当条件下影响天气。云和降水经过的能量是特别宏大的，一个气团雷暴以103km的云体考虑，其含水量的凝结潜热为251015J，相当于10万吨煤燃

2、烧的发电量。目前人工影响雹云和降水的主要途径是向某些发展初期的雹云，或降水效率不高的降水云中，对云体的适当部位，捉住机会进行针对性的催化作业，到达人工影响天气效果。比方有了降水天气经过，通过人为催化使小雨变成中雨或大雨，有了降雹天气经过，通过催化使大雹变成小雹、软雹或雨滴，起到防御和减轻自然灾祸的作用。一、人工防雹原理和技术方法所谓人工防雹，是采用人为的办法对一个地区上空可能产生冰雹的云层施加影响，使云中的冰雹胚胎不能发展成冰雹，或使小冰粒在变成大的冰雹之前就降落到地面。人工防雹原理，就是设法减少或切断给小雹胚的水分供给。要到达防御冰雹的效果，需向云中播散足够量的催化剂，以产生大量的冰晶，迅速

3、构成水滴或冰粒。造成同雹胚竞争水分的优势，进而抑制雹块的增长。人工防雹是用高炮或火箭将装有碘化银的弹头发射到冰雹云的适当部位，以喷焰或爆炸的方式播散碘化银。详细的影响方式有下面两种：1过量播撒催化剂又叫催化法原理，也叫引晶法观测结果表明，冰雹云的上部存在着过冷却水含量很大的累积带，为冰雹生长区。在累积带之上气流升速较小，温度又低，很容易产生雹胚，它们靠碰撞过冷却水滴而长大，在强烈上升气流的作用下，雹胚屡次往返于液态水累积区增大而生成冰雹。若在这个累积区大量引进人工冰雹胚胎，去争食云中有限水分，使冰雹不致于长的太大，就可能抑制冰雹的生长或雹灾的构成。2云中爆炸又叫爆炸法原理由于炮弹在云中爆炸，爆

4、炸产生的冲击波产生震动效应，能够直接干扰云中有组织的上升气流进而阻止冰雹的继续增长，此时有组织的上升气流正是构成冰雹的最佳气流构造，同时可以使冰雹遭到强烈震动后变软。二是爆炸可以能使过冷水滴冰晶化，因此减少了云层中过冷却液态水的存在，也能起到抑制冰雹的生长或限制大冰雹构成的作用。二、人工增雨基本原理和技术方法人工增雨是采用人为的方法对一个地区上空可能下雨或正在下雨的云层施加影响，开发云中潜在的降水资源，通过人工在云中增加足够数量的冰晶，由于冰面上的饱和水汽压比水面要低，因而在云内的水滴中增加冰晶时，水滴中的水会自动蒸发并凝集到冰晶上去，使冰晶不断长大，大到空气的浮力缺乏以支持它们的时候，便会落

5、到地面构成雨或雪。有人又把云中的水喻为一座水库中的水，闸门开启得小，流出的水量就少，当通过人工向云中播撒催化剂以后，就好像把这座“小水库的闸门开大，水便会多流出来一些，增大云的降水效率，以到达人工增雨的目的。目前，人工增雨使用的催化剂通常分为三类，第一类是能够大量产生凝结核或凝华核的碘化银等成核剂；第二类是能够使云中的水分构成大量冰晶的干冰等制冷剂，第三类是能够吸附云中水分变成较大水滴的盐粒等吸湿剂。碘化银、干冰等是适用于温度低于0冷云的催化剂；目前我国主要是对冷云施行人工增雨。飞机、高炮和火箭是把催化剂播撒到云中的常用人工增雨作业工具。高炮和火箭是在弹头和弹体内装填适量碘化银，从地面发射到云

6、中适当部位后爆炸播撒或沿火箭弹道喷撒。人工制造冰晶或大水滴，促使更多的云水转化为降水。第二节观云识天气巴彦淖尔市人影探测手段有了较大发展，使用了新一代天气雷达指挥防雹增雨作业，尽管有了当代设备，但受设备探测距离等众多因素的影响，加之巴彦淖尔市东西距离长，一些炮点不在雷达的最佳观测范围内，作业点需要有经历的气象人员和作业人员观云识别天气，实践证实作业点的看云识别天气是一件很重要的工作。云的构成：由于潮湿空气上升绝热膨胀冷却，使其相对湿度不断增大，最后空气中的水汽得到饱和，再进一步冷却，过剩的水汽就会大量悬浮于空气中的某些微粒上凝结，这样就构成了有很多小水滴组成的云。云是天气的招牌，出现不同的云，

7、预示着不同的天气征兆。人工影响天气人工增雨，人工防雹主要是对云的影响，这就需要重视对云的观测，云的观测主要是目测它的外形特征，包括云块大小、颜色、亮度、云块的边缘特征，云在天气中的分布及云底距地面的高度等各个方面，确定其所属云种，云底高度和遮蔽天空的份数，判定云状、测定云高和估计云量。一云的分类和特点按形态学分类可分为高云族、中云族、低云族，按发生学分类可分为积状云、层状云、波状云，按气象观测规范根据云的外形特征，构造特点，和云底高度可分为3个族，10个属，29种云。见附表-1针对防雹增雨直接作业的云体，我们这里具体介绍积云、积雨云和雨层云这三种云。1、积云；积云分为淡积云、碎积云和浓积云三种

8、。积云是垂直向上发展，顶部呈圆形或圆形叠加，而底部几乎水平的云，云体边界分明。淡积云：扁平的积云垂直发展不旺盛，由水滴组成但有时可伴有冰晶，云底高度6001200米，云体的水平宽度大于垂直高度。碎积云：破碎的不规则的积云块片，个体不大，形状多变。浓积云：浓厚的积云，顶部呈重叠的圆弧形凸起，很像花椰菜，当前位置：文档视界第二章人工影响天气的基础知识和技术方法汇总第二章人工影响天气的基础知识和技术方法汇总表2-1、积雨云：它包括秃积雨云和鬃积雨云，云体浓厚庞大，垂直发展极旺盛，远看很像屹立的高山。云顶由冰晶组成，有白色毛丝般光泽的丝缕构造，常呈铁砧状或马鬃状。云底阴影混乱，起伏明显，有时呈悬球状构

9、造。秃积雨云：浓积云发展到鬃积雨云的过渡阶段，花椰菜形的轮廓渐渐变的模糊，顶部开场冻结，构成白色毛丝般的冰晶构造。鬃积雨云：积雨云发展到成熟阶段，云顶有明显的白色毛丝般的冰晶构造，多呈马鬃状或砧状。冰雹多产生于鬃积雨云，这种云的含水量大，能产生强的降水，是防雹作业的主要对象。3、雨层云：雨层云分为雨层云和碎雨云。雨层云是厚而均匀的降水云层，完全遮蔽日月，呈暗白色布满天空，常有连续性降水，如因雨雪未及落地在云底构成雨雪幡时，云底显得混乱没有明确的界线。也是我们开展人工增雨较理想的云。雨层云多数是由高层云演变的，有时可以能直接由蔽光高积云或蔽光层积云演变而成。碎雨云是低而破碎的云，灰色或暗灰色。不

10、断滋生，形状多变，移动快，常出如今降水时或降水前后的降水云层之下。二冰雹云和冰雹1、冰雹云简单的讲所谓冰雹云就是发展旺盛的积雨云，它具有积雨云的云体浓厚庞大，垂直发展很快等一般特征，这给人们正确识别冰雹云，带来一定困难，但冰雹云与一般的积雨云雷雨云，无论在宏观特征，演变规律，还是在声光电等现象都有很多差异。环境条件：冰雹云构成的环境条件比雷雨云恶劣，一般在突发性的高温、高湿、暴热、暴湿，以及有利地形，加之有较强天气系统配合易产生冰雹。上升气流速度：一般而言，冰雹云与雷雨云内部都存在着上升气流，但冰雹云云内上升气流比雷雨云强，上升气流可达15m2/s以上，上升气流区域大，因而冰雹云的发展要比雷雨

11、云剧烈的多，迅速的多。云中含水量：雷雨云与冰雹云云中含水量都比拟大，但冰雹云比雷雨云云中含水量要大一些，尤其是冰雹云中上部累积区含水量更大，到达1020g/m3以上。云顶外形：冰雹云与发展旺盛的雷雨云云顶都能够出现砧状或马鬃状，但冰雹云比雷雨云发展旺盛得多，迅速的多，因而云顶高。由于高空风切变的影响，冰雹云云顶铁砧状非常明显，并且前倾厉害。云层颜色：雷雨云呈黑色，发展旺盛的雷雨云，有时呈黑黄色，冰雹云也呈黑黄色但侧重于黄色，云底较平，较低，前缘部常出现滚轴状构造，上下翻滚剧烈，好似浓烟一股股往上冲，云层上下前后翻滚，强冰雹云主体有时具有一定的旋转性，云底尤其明显。雷声：雷雨云响的是炸雷，声音清

12、脆而响亮，而冰雹云多为闷雷，并且连续响个不停，老百姓称拉磨雷，雷声较小。闪电：雷雨云闪电多为竖闪，或直闪光强大，由于多为云与地之间的放电现象，冰雹云多为横闪，光电弱，它是云与云之间的放电现象，但放电现象的频率高，易降雹。云底云系：冰雹云云底常有碎雨云伴随，雷雨云一般没有其它云系伴随。另外从气象要素和雷达回波也有一定差异，通常雷雨云、冰雹云过境时温度、湿度、气压等气象要素，都发生明显的变化，但冰雹云比雷雨云气象要素变化大一些，十分是气压变化显著。雷达回波，由于冰雹云的反射率大，因而冰雹云的雷达回波强，高度高，在平显和高显上冰雹云有着典型的形态特征，而雷雨云则少见。还有季节的变化，地理位置的不同，冰雹云与雷雨云构成条件有所不同，各地应根据各自的资料进行系统的分析、研究，寻找出当地识别冰雹云和雷雨云的指标。2、冰雹冰雹构成的物理经过：夏季在对流发展旺盛的午后，积雨云一直伸展到一万米以上的高空,这种高度空气温度经常低到-50左右。这时云体的下部是暖云，主要是水滴，上部是冷云，主要是冰晶、雪花和过冷水滴。在这种既有水滴又有冰晶、雪花混合云中，水汽容易直接凝华在冰晶上，使冰晶迅速增大为冰粒，冰粒长大到0.1mm左右