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 。
人工降雨主要运用了云层和降水物理学的原理 , 通过向云层中撒播例如盐粉、干冰、碘化银等降雨剂,促使云层降水或者增加降水量 。
人工降雨分为暖云降雨和冷云降雨两种,想要使暖云(温度高于零度的云)降雨或增雨 , 就要在云层中撒播盐粉、尿素等吸湿性粒子,促使大雨滴生成进行降雨 。
若要冷云(温度低于零度的云)降雨,就要使用飞机等工具撒播干冰、碘化银等降雨剂,从而产生大量冰晶,使得冷云上部冰晶密度增大,促使形成降雨 。
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