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第十一章 人工影响天气基本原理 /yjswlx/html/11.htm 第十一章 人工影响天气基本原理 人工影响天气和气候既是人类千百年来的古老愿望，又是今天迅速发展着的一门新兴学科。一切人为影 响(有意识的和无意识的)天气和气候的活动都属于这门学科的研究范畴。 人工影响天气是建立在云降水物理学基础上的一门应用科学技术，在深入研究云动力学和微物理学特征 及其相互制约关系的基础上，根据云降水的形成和发展变化规律，因势利导，施加人工影响，以便使天气状 况向人们所希望的方向演化。 前面已经讲过，能否降水与云中微物理条件及过程有关，能否降大量降水则与云的宏观条件有关。除了 少数情况外，人工影响天气实际上就是人工影响云，一方面改变云中微物理条件及过程，另一方面通过第一 方面的作用促使云中宏观动力过程产生相应变化。 现阶段人工影响天气主要致力于在适宜的地理背景和自然环境中，选择适当的云体部位进行人工催化作 业，以达到(1)增(加降)雨（雪）；(2)消雾、消云，(3)抑制冰雹等目的。尽管在方法技术上并不完全成熟， 还处于科学研究和应用试验相结合的阶段，但已经取得了一定的成效。有些国家已形成了人工增雨、防雹和 消雾的业务体系，对国民经济和人类抗拒自然灾害有促进作用。 在过去的40多年中，播云技术作为增加降雨量、抑制冰雹增长的一种方法得到了发展。播云增加的雨量 是有一定比例的，在比较成功的地区，增加量约为5%一20%。这些增加的水量降落在农田地区，对农业丰产丰 收会有很大的帮助；如果降落在山区，则有利于水力发电和灌溉；在重要林区，人工增雨为扑灭森林火灾起 了关键作用。我国先后有20个省、市、自治区开展人工防雹，多数地区取得了一定的社会和经济效益，在一 些有专业技术人员参加组织试验的防雹地区，初步统计资料分析表明，雹灾面积减少40％一80％。 然而必需认识，播云技术具有不确定性，应用时务必慎重决策。 下面简单介绍人工影响云、雾和降水的基本原理及方法。 1.增加降水 当云中既有足够大的水滴或冰质粒，就有可能发生云水转化，产生降水。但降水能否长时间维持，这就 要看有无充分水汽供应，这就牵涉到云中气流、云体厚度和生命期等宏观条件。这·就是说，能否降水与云 中微物理条件及过程有关，能否产生大量降水，则与云的宏观条件有关。所以降水问题是一个宏微观物理过 程相结合的问题。 目前人工降水的基本思想是向某些发展降水尚缺某些条件或降水效率不高的云中播撒催化剂，改变构成 云体的云质粒相态或谱分布，促使云体胶体不稳定发展，并进而由微物理过程的变化间接引起宏观动力过程 产生变化，最终出现降水或使降水增大。 1.1. 冷云人工增雨的原理 冷云是指温度低于 0℃的云。在这类云中过冷水滴、冰晶和水汽三者共存，产生降水的关键是云中冰水 转化。早在1935年贝吉龙(Bergeron)提出如下的理论假说：由于同温度下冰面饱和水汽压小于水面饱和水汽 压，当实际水汽压介于两者之间时，过冷云中的冰晶将不断夺取空气中多余的水汽，水滴则不断蒸发，冰晶 则通过凝华迅速增长。此即冰晶效应。这种水滴不断蒸发、冰晶不断长大的过程，即冷云中冰水转化过程称 为贝吉龙过程，我们也称作蒸凝过程，它是冷云降水的核心，是近代人工影响冷云降水的物理基础。 过冷云中无冰晶时，它是相当稳定的。设法改变云内相态结构，在云中制造适当的冰晶，破坏其微结构 的稳定性。一旦出现了冰水共存状态，就会出现蒸凝过程，产生冰水转化。冰晶长大成为降水粒子后，可以 通过与过冷水滴碰冻结凇增长，降至暖区融化后，再经重力碰并进一步长大，最后形成较大的降水质粒。 所以人工影响冷云降水的基本思路是： 1）冷云中降水质粒是由冰晶效应形成的，要求降水性冷云中必须存在足够数量的冰晶； 2）自然界有些冷云不能产生降水或降水效率不高，就是由于云中缺少足够