人工增雨（雪）的基本原理與方法

賈永輝?馬興武

摘要：主要圍繞人工增雨的基本原理和催化方法，在空中和地面進(jìn)行播撒，以達(dá)到產(chǎn)生降水的目的。

關(guān)鍵詞：冷暖云;催化原理;播撒;方法

一、冷云催化原理及方法

在溫度低于0°C的冷云降水過(guò)程中，冰晶濃度起著重要的作用。冰晶濃度不足、降水效率很低的自然云，若在其過(guò)冷卻部位播撒成冰催化劑，就可以增加冰晶濃度。通過(guò)播撒液態(tài)二氧化碳和碘化銀制造人工冰晶，人工冰晶通過(guò)貝吉龍過(guò)程迅速增長(zhǎng)，促進(jìn)冷云降水過(guò)程，使降水量增加。

（一）冷云催化的條件

冷云催化，云中的溫度條件十分重要。就整個(gè)云體而言，云頂溫度一般最低，常將它作為估計(jì)云中自然冰晶濃度的參數(shù)。當(dāng)云頂溫度低到一定程度時(shí)，云中常會(huì)形成大量冰晶，這時(shí)用人工方法增加冰晶，效果就不顯著。反過(guò)來(lái)，云頂溫度如果太高，碘化銀等催化劑的成冰能力就太低，也不利于人工催化。所以對(duì)冷云催化法增加降水來(lái)說(shuō)，云頂溫度不宜太高或太低。當(dāng)云頂溫度處于-10～-25°C時(shí)，人工降水的效果比較明顯。這一最適宜的溫度區(qū)間，稱為播云溫度窗。

（二）冷云催化方法

通過(guò)向云中撒播降雨劑（液態(tài)二氧化碳、碘化銀），使云滴或冰晶增大到一定程度，降落到地面，形成降水。撒播的方法有飛機(jī)在云中撒播液態(tài)二氧化碳和碘化銀、高射炮或火箭將碘化銀炮射入云中爆炸和地面燃燒碘化銀焰劑等方式。

（三）播撒方法：空中、地面。

液態(tài)二氧化碳播撒：

1、原理：液態(tài)二氧化碳遇熱汽化從周圍吸收了大量的熱量 周圍空氣的溫度降低 空氣中的水分子遇冷凝結(jié) 加上空氣中的塵埃等固體物質(zhì)就凝結(jié)為小水滴 產(chǎn)生降雨。

2、重量，全瓶80公斤其中含液態(tài)二氧化碳20公斤。

3、作業(yè)時(shí)間：20-30分鐘。

碘化銀播撒：

原理：碘化銀只要受熱后就會(huì)在空氣中形成極多極細(xì)的碘化銀微粒。碘化銀微粒結(jié)構(gòu)與冰結(jié)構(gòu)很相似，是一種很好的人工冰核，這些微粒會(huì)隨氣流運(yùn)動(dòng)進(jìn)入云中，增加云中凝結(jié)核的數(shù)量 。因此，它是一種冷云降雨的“催化劑”或稱為“成核劑”。

五、播撒方式

空中：機(jī)載碘化銀焰條，催化劑采用BR-91-Y型高效碘化銀焰劑，焰劑燃燒 產(chǎn)生含碘化銀復(fù)合冰核氣溶膠，具有很高的成核率，每 克AgI在-10℃條件下靜態(tài)成核率可達(dá)1.8×1015個(gè);12℃時(shí)5min核化率平均為90%，利于在云中產(chǎn)生冰核。催化劑采用燃燒播撒方式，沿飛機(jī)路徑連續(xù)播撒，作業(yè)覆蓋面積大，擴(kuò)散寬度可達(dá)3～6km。操作使用方便：只需在起飛前將焰條裝入播撒器，連 好線路，檢測(cè)各通道正常即可起飛，不需提前配制溶液等準(zhǔn) 備工作;焰條點(diǎn)火采用電控，無(wú)須人工干預(yù)。作業(yè)時(shí)間每支焰條空中燃燒時(shí)間約25 min，五管播撒 器每個(gè)架次可裝20支焰條。

地面：

1、WR-98及WR-1D火箭利用火箭進(jìn)行人工增雨防雹作業(yè)是人工影響天氣的一項(xiàng)主要手段，其火箭彈接體采用鋁制材料，降低了火箭彈的重量，燃燒室用玻璃鋼制成，降低了火箭殘骸重量，發(fā)射藥為三根，使火箭的速度有所提高，整流罩采用半球形設(shè)計(jì)，過(guò)大了傘倉(cāng)容積，減小了殘骸下落速度，噴管體為無(wú)喉襯，改善了火箭彈定向性，尾翼較小，可以減小空氣的阻力。

2、 37高人雨防雹彈：37高炮采用立楔式炮閂，由彈夾供彈;反后坐裝置包括節(jié)制桿式液壓制退機(jī)和復(fù)進(jìn)彈簧;彈夾裝彈5發(fā)，彈倉(cāng)容彈量為10發(fā)，安裝供彈漏斗后實(shí)現(xiàn)多彈夾連續(xù)供彈;火炮由手動(dòng)操作，高低和方向瞄準(zhǔn)均有兩種速度;火炮裝有機(jī)械同步擊發(fā)裝置，后期配有電擊發(fā)裝置，可實(shí)現(xiàn)6門火炮集火射擊;火炮配用機(jī)械向量瞄準(zhǔn)具，屬非獨(dú)立式瞄準(zhǔn)具，裝在火炮起落部分上方。

3、ZY-2遠(yuǎn)程遙控地面焰條播撒系統(tǒng)采用預(yù)置焰條，利用手機(jī)短信信號(hào)進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)

據(jù)采集，通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，實(shí)現(xiàn)了焰條的遙控檢測(cè)、點(diǎn)火和煙霧的自動(dòng)播撒，其程控距離不受限通訊信號(hào)覆蓋的區(qū)域均可使用，主要解決山區(qū)及交通不便地區(qū)的增雨、防雹作業(yè)需求。催化劑采用BR-91-Y型高效碘化銀焰劑，焰劑燃燒產(chǎn)生含碘化銀復(fù)合冰核氣溶膠，具有很高的成核率，每克AgI在-10℃條件下靜態(tài)成核率可達(dá)1.8×1015個(gè);-12℃時(shí)5min核化率平均為90%，利于在云中產(chǎn)生冰核。

二、暖云催化原理及方法

（一）催化原理：暖云人工降水是在整個(gè)云體溫度高于 0℃的暖云中，如果缺乏適當(dāng)多的大水滴（半徑>20-25nm），則暖云能保持膠性穩(wěn)定而 不產(chǎn)生降水，人工把吸濕性核撒入云中，形成一些溶液云滴，并能迅速凝結(jié)增長(zhǎng)，產(chǎn)生相當(dāng)數(shù)量的大云滴，再通過(guò)重力碰并等過(guò)程形成降水。

（二）暖云降水原理：目前我們進(jìn)行暖云降水是通過(guò)采用吸濕性焰條在云底燃燒含過(guò)氯酸氧化劑、吸濕性 鹽、燃燒劑、粘合劑的混合物，依靠過(guò)氯酸鹽分解產(chǎn)生鹽和氧氣，氧氣和燃燒劑、粘合劑發(fā)生放熱反應(yīng)，將混合物中的鹽熔融、氣化，冷卻后形成鹽的微粒，依靠上升氣流帶入云中，在上升過(guò)程中微粒吸濕長(zhǎng)大成為吸 濕性巨核從而引發(fā)降雨。

（三）催化方法：機(jī)載式ZY-1 NY吸濕性暖云焰條采用原碘化銀燃燒爐外掛架，內(nèi)裝5根焰條，每根空中燃燒時(shí)間大于12分鐘，每架次作業(yè)可攜帶20根，催化時(shí)間可達(dá)3～4小時(shí)，ZY-1NY 吸濕性焰條不 僅適用于飛機(jī)播撒作業(yè)，也 同樣適用于ZY-2遠(yuǎn)程遙控地 面播撒系統(tǒng)。

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