火箭弹人工降雨原理

人工降水,又称人工增雨,是指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,降落到地面的过程。

火箭弹人工降雨原理图1

原理

根据不同云层的物理特性,选择合适时机,用飞机、火箭弹等向云中播散干冰、碘化银、盐粉等催化剂,促使云层降水或增加降水量。人工增雨分为暖云增雨与冷云增雨。要使暖云(温度高于0℃的云)降水或增雨,要在云中播撒盐粉、尿素等吸湿性粒子,促使大云滴生成导致形成或增加降水。若要冷云(温度低于0℃的云)降水,就要用飞机等播撒干冰、碘化银等催化剂,从而产生大量冰晶,使冷云上部的冰晶密度增大,促成或增加降水。

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。

条件

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。

火箭弹人工降雨原理图2

方法

冷云催化

在自然云内冰晶浓度有时不足,这时需要引进人工冰核,使云中微观结构发生变化,促进冷云降水过程而增加降水量。这种作用过程叫冷云催化。

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。

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

火箭弹人工降雨原理图3

作业方式

催化作业的方式大体有三种:

一是以在地面布置AgI燃烧炉为主手段。催化剂依靠山区向阳坡在一定时段常有的上升气流输送入云。这种方式的优点是经济、简便,其明显的缺点是难以确定催化剂入云的剂量。这种方式主要适合于经常有地形云发展、交通不便的山区。

二是以高炮和火箭为主的地面作业。由于增程焰剂炮弹和焰剂火箭的研制成功,将催化剂在合适的时段按需要的剂量输送到云的合适部位的问题已基本上获得解决。

三是飞机催化作业。飞机催化作业的面比较宽,可以根据不同的云层条件和需要,选用暖云催化剂及其播撒装置,选用制冷剂及其播撒装置(如干冰、液氮),也可挂载Agl燃烧炉、挂载飞机焰弹人发射系统。

费用

上海首次施行人工增雨的初步预算中写道,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。当然这份等待批准的预算中不仅有飞机租用费、播撒设备等硬件费用,还包括地面监测费用、人力资源费用等几十项。

人工增雨所用的火箭弹一枚的价值在2000-4000元,用于使用的人工增雨火箭发射架价值在20万元左右。火箭弹属于军火,从运输费、押送费、保管费、发射费等都是一笔不小的开支。还有那么多工作人员背后默默地付出不能不算,每次都要发射探空气球,而且还要对数据进行分析处理,这些间接投入不好算,也算不清

持续的高温,使人工降雨成为一个热点话题。不过,许多人说人工降雨,并不准确,就现在的技术条件而言,还达不到人工降雨的水平,只能进行人工增雨,也就是说,通过人工干预,将小雨变成大雨。

火箭弹人工降雨原理图4

查阅了一些资料,人工增雨主要有三种途径:利用飞机直接在云层中播撒干冰、碘化银、盐分、尿素等;发射火箭弹或气球,在云层中播散碘化银;在地面上用烟炉燃烧碘化银烟条,使碘化银颗粒随烟雾进入云层(适用于高原地区)。

火箭弹人工降雨原理图5

干冰很容易升华,播撒在云层中,干冰升华吸收大量的热,使周围空气温度降低,加速附近水蒸气的液化或凝华,以形成较大的水滴。人工增雨时看不到,但看文艺演出时,舞台上出现的雾气,就是干冰的杰作,从中也可对人工增雨有一定的感性认识。在云层中播撒盐类和尿素等,主要是看中它们较强的吸水性,可以将周围众多的小水滴吸附在一起,形成较大的水滴。碘化银可以作为水蒸气的凝结核,可以使更多的水蒸气凝结成水滴。具体播撒什么东西,要根据云层的情况而定。

火箭弹人工降雨原理图6

可以说,人们现在虽然不能进行人工降雨,但人工增雨的技术已经十分成熟,最近几年,所在地区多次利用火箭弹进行人工增雨作业,都取得成功,并且,都是提前预告的。

另外,还有一种人工驱雨,也不是将某地的降雨驱离,实质还是人工增雨,就是在某地的上风区进行人工增雨作业,让雨提前下完。据说,还有一种方法,就是在云层中播撒过量的凝结核,虽然能促进水蒸气的凝结,但凝结核太多,凝结在每个凝结核上的水分就较少,不能形成较大的水滴,就不能下落。

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