人工增雨原理

人工增雨的原理

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。人工增雨分为暧云增雨与冷云增雨。要使暧云（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。

人工增雨的方法

1、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。在冷云降水过程中，冰晶的浓度起着重要作用。据有关资料介绍，冰晶浓度达到1～100个/L量级时降水效率较高。在冷云催化中，云的温度条件十分重要。一般来说，当云顶温度很低时，冰核自然活化的浓度很高，云中自然冰晶浓度较高，自然降水过程进行得比较充分，增雨潜力比较小。反之，冰晶和水的饱和水汽压差异较小，冰晶的增长速率比较低，人工冰核物质的成冰能力也大大降低，人工催化很难达到要求的冰晶浓度。因此，有资料显示，当云顶温度在-4～-10℃范围时进行催化，效果比较好，这个温度范围被称之为“催化温度窗”。同时，冷云催化还会影响降雪的分布。这是由于对冷云进行催化以后，云中冰雪晶数量增加，过冷水滴减少，使得下降的雪晶不但个体较小，而且很少带有冻滴，它们的落速就比自然降雪小得多，在气流作用下，它们就会落到下风方更远的地方，使降雪的分布发生改变。

2、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。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。

3、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。