人工降雨的原理

• 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。
• 折叠动力催化 • 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
人工降雨的原理
材化二班 常喆 李崇
一 什么是人工降雨？
• 人工降雨又称人工降水，是根据自然界降 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。
二 人工降雨的条件是什么？
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。 人工降水的效果受云和其他条件所制约。
碘化银
碘化银(AgI)为碘和银的化合物，黄色粉末(558 度~)，见光分解，并大量吸热，先变灰后变 黑，不溶于水和氨水，用于照相术和人工降 雨的晶核。
五 人工降雨的费用
• 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。
• 折叠暖云催化 • 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。
例如在冷云催化试验中按云顶温度分类， 统计得出，在一定温度区间里有比较显著 的效果。
三 人工降雨的方法有哪些？
• 冷云催化 • 在温度低于0°C的冷云降水过程中，冰晶浓度起着重要的作用。根据降水粒
子浓度的实测资料和理论估算，只有当冰晶浓度达到1个/升或更高的量级时， 才有较高的降水效率。对因冰晶浓度不足、降水效率很低的自然云，若在其 过冷却部位播撒成冰催化剂，就可以增加冰晶浓度。可以使几十立方公里云 体的冰晶浓度达 10个/升。这些人工冰晶通过伯杰龙过程迅速增长，促进冷云 降水过程，使降水量增加。 • 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。
• 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。
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。
四 催化剂都有什么？Hale Waihona Puke Baidu
• 干冰 • 干冰是二氧化碳的凝结固态。干冰的温度是摄氏的负
78.5度，因此在保持物体维持冷冻或低温状态下非常有 用。干冰能够急速的冷冻物体和降低温度并且可以用隔 离手套来做配置。干冰已经被广泛的使用在许多层面了， 干冰在增温时是由固态直接升华为气态，直接转化为气 体而省略掉转为液态的程序，因此其相变并不会产生液 体，也因此称它做"干冰"。要将二氧化碳变成液态，就 必须加大压强至5.1大气压才会出现液态二氧化碳。 • 制造人造雨:利用飞机将干冰洒在云上，云中的小水滴 就会被冻结成许多小冰晶，促使更多的水蒸气凝结在上 面，化为雨滴，降落到地面。
• 现代技术
六 人工降雨的发展历程
• 古代巫术 • 早在远古时代，我们的祖先就幻想着掌握呼风唤雨的本领。刀
耕火种的初民,跪在赤热的阳光下祈求雨水;巫师们为了求雨使尽 了花招，有时戴上面具手舞足蹈，有时放开喉咙咿呀歌唱;他们 还常常向冥冥中的神灵祭献牛羊牲灵，有时甚至祭献活人。巫 师们用苇管向空中吹喷水珠,希望这种象征性的雨滴可以带来丰 沛的雨水。美洲的印第安人在篱笆上挂上干瘪的蛇尸求雨，东 方人跳龙舞，西方人做祈祷;但无情的干旱却一次次地使他们的 希望和田地里的禾苗一起枯萎。 • 后来，求雨的花样不断翻新。有人鸣枪,有人爆破，还有人燃点 化学物质，相信这类化合物的烟雾可能引来雨水。这些求雨者 中也有个别幸运儿，偶然的巧合使他们的法术名噪一时。美国 历史上曾有一个求雨者,机会赶得巧，颇有几次"灵验"，但弄巧 成拙，几乎因此罹祸身亡。当时加利福尼亚州南部降雨达51厘 米,大水吞没土地，人畜死伤无数，损失达数百万美元。愚昧的 村民怨天尤人，指控这个求雨者施行法术招来大祸。