云降水物理和人工影響天氣的進展與思考研究

朱遼 李姝婷 李葉妮

摘要：云降水物理和人工影響天氣兩者有著密切關(guān)系，前者是后者的理論基礎(chǔ)，后者是前者的應(yīng)用領(lǐng)域。近幾年，隨著人們對云降水物理和人工影響天氣內(nèi)容研究的不斷深入，在該方面取得了一定成績，下面針對云降水物理和人工影響天氣研究取得的成績進行重點介紹，希望文中內(nèi)容對相關(guān)工作人員的工作能夠有所幫助。

關(guān)鍵詞：云降水物理；人工影響天氣；冰晶；積云

我國在人工影響天氣方面的研究已經(jīng)有一段時間，并且取得了一定的成績。近幾年，隨著環(huán)境的不斷惡化，我國面臨著許多自然災(zāi)害，在我國比較常見的自然災(zāi)害有洪水、干旱、臺風(fēng)等，這不僅會對人們的生存環(huán)境造成破壞，而且會造成人員傷亡。為了減少各種自然災(zāi)害造成的損失，我國加強了在人工影響天氣方面的研究，并且該項內(nèi)容呈快速發(fā)展趨勢，經(jīng)過一段時間的研究，研究取得的成果在預(yù)防自然災(zāi)害和減輕災(zāi)害方面都發(fā)揮出了不錯的作用。

1 粒子在云中的增長以及降水的產(chǎn)生

1.1 云滴增長

暖云降水的形成受云的起伏和湍流變化規(guī)律的影響，在宏觀條件下，會受到氣流場的影響，并且該影響因為氣流場自身情況的不同，也會存在較大差別。通過人們長時間的研究可以發(fā)現(xiàn)，濕度起伏、云滴濃度都會促使云滴變大。起伏場的相關(guān)時間是影響云滴逐漸增大的一項重要因素，而湍流加速長因為相關(guān)時間相對較短，因此，其對于雨滴的形成造成的影響很小[1]。通過對積云中云滴的增長情況進行詳細分析不難發(fā)現(xiàn)，在形成大云滴期間，能夠造成一定影響的就是半徑大小處于1.5-2.5μm 的巨核，巨核可以大幅度縮短大云滴的具體形成時間，但是，其在平衡態(tài)凝譜中起到的作用則十分有限。

1.2 冰晶增長

通過對冰面擴散云，以及對進行冰面過飽和度在不同溫度的環(huán)境下，冰晶的具體成長情況內(nèi)容的研究，可以得到低冰面過飽和度情況下的具體定量結(jié)果，這在一定程度上起到了促進冰晶增長內(nèi)容的研究，并且對并形成突變區(qū)域，以及低水面過飽和區(qū)域，冰晶的實際增長情況進行了重點明確，對日后各項內(nèi)容的研究能夠起到一定的促進作用。

1.3 冰雹的產(chǎn)生

對冰雹的形成進行實例模擬可以發(fā)現(xiàn)，如果云層冰雹形成的區(qū)域范圍內(nèi)，若存在凍滴雹胚和霰時，該區(qū)域內(nèi)的存在的各項物質(zhì)在運動過程中會與冷水反生碰撞，通過不斷的碰撞，冰雹將會不斷增長。由此可見，冰雹和雹胚的形成，以及形成后的增長都會受到云中過冷水的影響[2]。通過上述敘述，可以將冰雹的形成分為以下四個步驟：（1）冰晶。（2）過冷水。（3）雹胚。（4）冰雹。在冰雹的形成過程中，如果沒有過冷水的參與，最終也就不會形成冰雹，因此，也就不會產(chǎn)生冰雹天氣。

2 云和降水的形成

2.1 積云的形成

研究積云降水相關(guān)內(nèi)容的研究不難發(fā)現(xiàn)，積云可以在較短時間內(nèi)形成，積云經(jīng)過十幾分鐘就會不斷變厚，厚度通常會超出人們的意料，甚至其厚度能夠達到數(shù)千米。當(dāng)積云形成后，如果其達到一定強度后，將會有砧狀結(jié)構(gòu)出現(xiàn)在積云的頂部，該結(jié)構(gòu)出現(xiàn)主要在積云頂端，以及積云的而周圍，此時，將會產(chǎn)生相對穩(wěn)定的下沉氣流。通過人們長時間的研究可以斷定，云層結(jié)構(gòu)、相對濕度、云層底部溫度都會對積云的實際強度造成一定影響。在形成積云的初期階段，在云層的種下區(qū)域的氣流的上升速度最大，而隨著時間的不斷推移，最大的速度區(qū)域?qū)粩嘞蛏弦苿?，最終則會出現(xiàn)在云層上部區(qū)域。

2.2 混合云的形成

積層混合云也是一種比較常見的“云”，其是由嵌入狀態(tài)的層狀云和對流云構(gòu)成的，其形成過程如下：對流云不斷擴大，該過程中會為周圍層狀云提供足夠的能量，以及水分，從而會致使層狀云不斷發(fā)展，并且在該過程中，上升氣流的速度可以保持一個相對平穩(wěn)的狀態(tài)，與此同時，上升氣流的面積也會不斷擴大，形成積層混合云，該類型的運行在大氣中出現(xiàn)，可以形成降水[3]。通過研究不難發(fā)現(xiàn)，積云的形成的發(fā)展需要層狀云的支持，積云在降水過程中，層狀云會尾氣輸送大量的雨水和云水，而這一現(xiàn)象的存在，在一定程度對于積云降水的形成會起到一定的促進作用。

2.3 層狀云

層狀云中存在大量的冰晶離子，這一部分冰晶離子的增長主要是受水精華作用的影響。通過長時間的研究不難發(fā)現(xiàn)，云中水的凝華作用主要位于層狀云混合層中部，這主要是因為該區(qū)域冰面過飽和度相對來說比較高，為水滴不斷凝華提供了便利條件，而隨著暖層厚度的不斷增加，可以為水凝華提供一個更加有力的條件。綜上所述，暖層和混合層對于降雨強度會產(chǎn)生決定性的影響。

3人工影響天氣內(nèi)容的具體分析

3.1 人工防冰雹內(nèi)容的分析

3.1.1雷達的應(yīng)用

在識別冰雹云過程中對雷達進行合理應(yīng)用，在該過程中，主要針對雷達發(fā)出回波的形狀、強度、尺度各項特制內(nèi)容進行統(tǒng)計，并且做好相應(yīng)的分析工作，從而完成對冰雹的合理識別，通過雷達對冰雹進行識別，識別的準(zhǔn)率了可以超過85%，并且隨著科技的不斷發(fā)展，準(zhǔn)確率還會進一步提高，由此可見，雷達具有不錯的應(yīng)有價值，應(yīng)當(dāng)對其進行應(yīng)用，并且要做好相應(yīng)的推廣。

3.1.2 冰雹云的類型

依據(jù)冰雹云強度的的不同，可以將冰雹云劃分成以下幾種不同的類型：強單體雹云、弱單體雹云、傳播雹云、多單體雹云。

3.1.3人工催化防雹

在采用人工方式進行催化防雹，應(yīng)當(dāng)將源區(qū)作為重點，這主要因為源區(qū)為冰雹的形成提供了條件。通過催化后，可以使源區(qū)內(nèi)的冰晶數(shù)量快速變得，此時雹胚數(shù)量也會快速變大，這也就會縮小雹胚的直徑，最終轉(zhuǎn)化為冰雹的數(shù)量也就會更小，從而有效避免冰雹災(zāi)害的發(fā)生，減小因為冰雹天氣造成損失。

3.2 人工增雨分析

3.2.1 暖云人工增雨

針對暖云進行人工贈雨，撒播鹽粉的顆粒大小，以及具體撒播的位置都會對降水效果造成一定影響[4]。人工增雨時，應(yīng)當(dāng)對云層含水量、具體厚度、云層生命時間等各項因素進行詳細分析，再制定符合情況的散播鹽粉方式。

3.2.1 人工增溫

積云的形成會受到許多因素的影響，通過人工增溫方式，可以影響積云形成過程中的宏觀動力。通過人工增溫方式對積云進行處理，積云的含水量、浮力、上升氣流等各項內(nèi)容都會有所增加，這也就使積云的發(fā)展過程得到了進一步強化，并且，隨著人工增溫強度的變大，以及范圍的擴大，這對于積云的影響也將會進一步變大。

3.2.2 人工催化對降水造成的影響

形成人工冰晶后，其不僅會通過貝吉龍過程，使過冷水變?yōu)榻涤?，同時，對于部分過飽和水汽變成降雨還會起到一定的促進作用，水在凝華期間會釋放大量出大量的熱量，該熱量將會導(dǎo)致積云局部溫度不斷升高，這也就會形成降雨。液態(tài)CO2是一種比較常見的催化劑，在增雨過程中都其進行應(yīng)用，通過人工方式，完成相應(yīng)的引晶后，冰晶在云中的濃度，以及雨滴都會有所增加，而過冷水則會有所減少。人工引晶區(qū)域最大回波強度的變大，強回波區(qū)面積的擴大，會增加降水量。

4 結(jié)束語：

我國針對云降水物理和人工影響天氣內(nèi)容進行了深入研究，這也就使人們對相關(guān)的內(nèi)容有了一個更加深刻的認知，各項研究內(nèi)容為從事相關(guān)工作的人員提供了知識支持。

參考文獻：

[1]陳帥.人工影響天氣在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)中的重要性及應(yīng)用[J]. 北京農(nóng)業(yè)，2016（03）：155-156.