人工影響天氣技術(shù)原理及應(yīng)用

蘇杭，趙金濤，董慶武

（1.吉林省人工影響天氣辦公室；2.空軍航空大學(xué)航空基礎(chǔ)學(xué)院，吉林長(zhǎng)春130000）

1 人工影響天氣的技術(shù)原理

1.1 人工消霧

在日常生活中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)大霧天氣，大霧天氣具有不分季節(jié)、不分時(shí)間等特點(diǎn)，由于大霧天氣是隨機(jī)出現(xiàn)的，出現(xiàn)大霧天氣后會(huì)導(dǎo)致能見度降低，嚴(yán)重影響視覺，給交通運(yùn)輸業(yè)造成嚴(yán)重的影響，這也是導(dǎo)致交通事故發(fā)生的主要因素之一，因此，通過人工消霧可以有效改善高速公路以及城市主要街道的交通情況。人工消霧包含很多方法，其中主要的方法為加熱法，簡(jiǎn)單來說，加熱法就是將一些可燃物進(jìn)行燃燒；這樣可以使空氣中的霧氣蒸發(fā)，從而使大霧天氣得以改善，還可以使用擾動(dòng)空氣法，這種方法是讓空氣上下進(jìn)行混合，然后使水蒸氣中的水氣蒸發(fā)，從而使霧氣慢慢消散。通過這些方法可以使空氣中的云霧逐漸消散，使交通運(yùn)輸狀況得以改善，減少因天氣導(dǎo)致的交通事故發(fā)生，也能有效地提高駕駛的安全性，使交通運(yùn)輸情況得以改善。

1.2 云動(dòng)力催化的原理

通過對(duì)冷云的利用進(jìn)行催化，使云中產(chǎn)生大量的結(jié)晶，釋放云中的潛熱，使積云的宏觀動(dòng)力過程發(fā)生改變，這就是云動(dòng)力催化原理，在這個(gè)過程中可以增加降雨。積云氣流上升的速度是由云內(nèi)外溫差所決定的，當(dāng)云內(nèi)外溫差發(fā)生變化時(shí)會(huì)形成浮力，這樣就會(huì)使積云氣流上升的速度發(fā)生改變。當(dāng)積云發(fā)展較為旺盛時(shí)其中會(huì)含有大量的過冷水滴，將大量成冰催化劑播散到發(fā)展旺盛的積云中，使過冷卻水滴出現(xiàn)凍結(jié)的情況，在這種情況下可以將潛熱釋放，同時(shí)冰粒表面的水汽發(fā)生凝華時(shí)也會(huì)釋放潛熱。兩種潛熱釋放后可以升高云中局部溫度，這種情況會(huì)使浮力加大，并且隨積云上升氣流的速度也會(huì)提升，將云體進(jìn)行擴(kuò)展，使進(jìn)入云體的水分總量發(fā)生變化，有效提升降雨量。

1.3 人工增雨原理

暖云簡(jiǎn)單來說就是云體的溫度都在0℃以上的云，在人工增雨中，其原理主要是利用暖云進(jìn)行自然降水，而這個(gè)過程則是利用上升的氣流使水汽進(jìn)入云里，在凝結(jié)后成為降雨的核心，而凝結(jié)的過程中會(huì)有云滴形成，在這個(gè)過程中逐漸增長(zhǎng)成為雨滴，通過下降的方式，最終形成降雨。在暖云降水的過程中，通過凝結(jié)和湍流的碰并，使云中產(chǎn)生水滴，然后這些水滴通過重力的碰并最終成為雨滴，所以如果因?yàn)槿鄙俅笥甑尾荒苓M(jìn)行降水，或者降水的強(qiáng)度不大，就可以通過人工產(chǎn)生大水滴，增加降水的強(qiáng)度，在人工產(chǎn)生大水滴物質(zhì)的過程中就形成常見的人工增雨。

1.4 人工防雹原理

1.4.1 催化劑的播撒對(duì)于冰雹來說主要產(chǎn)生在云的中上部位置，這個(gè)位置的累積帶含有大量過冷卻水，當(dāng)氣流在累積帶上升速度非常慢的情況下，加上極低的溫度導(dǎo)致雹坯的出現(xiàn)，當(dāng)過冷水滴出現(xiàn)多次碰撞后會(huì)增大雹坯的尺寸，當(dāng)上升氣流越來越大后，過冷水滴因?yàn)槎啻握垂弦簯B(tài)水，使雹坯最終形成冰雹。人工防雹主要是對(duì)自然冰雹天氣進(jìn)行防止，在積累區(qū)將人工雹坯引入，降低積累區(qū)的水分濃度，然后，對(duì)自然冰雹氣象情況進(jìn)行控制。

1.4.2 云中爆炸人工防雹工作中還有云中爆炸的方法，通過發(fā)射人工防雹彈，到達(dá)云中后以爆炸的方式形成沖擊波，在這樣的情況下會(huì)對(duì)冰雹產(chǎn)生振動(dòng)，同時(shí)減少云層中的過冷卻液態(tài)，使冰雹的硬度有所改變，從而抑制冰雹增長(zhǎng)的情況。

2 人工影響天氣的實(shí)際應(yīng)用

2.1 人工防雹

在我國(guó)除了少有的幾個(gè)省很少發(fā)生冰雹情況外，在其他地區(qū)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)冰雹天氣，而這些冰雹天氣的發(fā)生程度也不同，由于地形復(fù)雜，加上冰雹天氣經(jīng)常出現(xiàn)，給農(nóng)業(yè)帶來了極大的危害。冰雹天氣會(huì)嚴(yán)重毀壞莊稼，還會(huì)對(duì)房屋造成破壞，會(huì)對(duì)人體以及莊稼、建筑等造成嚴(yán)重的危害。通過人工防雹消雹作業(yè)，可以有效地減輕冰雹造成的危害，在開展人工防雹消雹工作時(shí)，一定要根據(jù)當(dāng)?shù)氐木唧w情況以及各個(gè)部門的需求，對(duì)防雹點(diǎn)進(jìn)行有效的布控，一般來說分為固定作業(yè)點(diǎn)和流動(dòng)作業(yè)點(diǎn)，在實(shí)際防雹工作中會(huì)將這兩種作業(yè)點(diǎn)結(jié)合，組成防雹系統(tǒng)，人工通過對(duì)天氣預(yù)報(bào)的掌握進(jìn)行防雹，從而達(dá)到減輕冰雹對(duì)農(nóng)作物危害的目的。

2.2 人工增雨

我國(guó)地大物博，不同的地區(qū)天氣狀況具有一定的差異，在一些區(qū)域中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)干旱的情況，而針對(duì)這種情況往往會(huì)選擇灌溉來緩解旱情，雖然可以使農(nóng)作物獲得充足的水分，但是這種方法卻使水資源遭到嚴(yán)重的浪費(fèi)，因此，可以選擇人工降雨的方式，保證農(nóng)業(yè)的增產(chǎn)，并降低森林火災(zāi)的發(fā)生。人工增雨技術(shù)具有見效快、投入小等優(yōu)勢(shì)，通過人工增雨可以提升當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)效益，特別是對(duì)于干旱的地區(qū)來講，由于地表水缺乏，對(duì)農(nóng)作物以及人們的生活產(chǎn)生直接的影響，通過人工降雨對(duì)水資源進(jìn)行轉(zhuǎn)移，可以有效緩解這種情況。在一些山林地帶經(jīng)常會(huì)發(fā)生火災(zāi)，在掌握火災(zāi)多發(fā)期后可以選擇人工增雨的方法，在火災(zāi)多發(fā)期進(jìn)行降雨，這樣可以有效減少森林火災(zāi)的發(fā)生，降低林業(yè)經(jīng)濟(jì)的損失。

2.3 人工消減云雨雪

在一些特殊活動(dòng)中對(duì)于天氣也有特殊的要求，當(dāng)遇到云雨雪的天氣時(shí)可以通過人工影響的方式，改變?cè)朴暄┨鞖?，使活?dòng)可以順利進(jìn)行。

2.4 人工影響其他應(yīng)用

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人工影響作業(yè)發(fā)揮了重要的作用，除了以上的應(yīng)用外，還可以在一些特殊區(qū)域進(jìn)行人工消霧，就目前我國(guó)人工影響作業(yè)來說，開展了人工防霜、人工增雨等試驗(yàn)，同時(shí)也會(huì)將人工影響天氣的技術(shù)進(jìn)行有效拓展。

3 結(jié)語

本文通過進(jìn)一步研究，有效地總結(jié)了人工影響天氣技術(shù)原理及應(yīng)用對(duì)策，為了不斷提高分析能力，需要深入工作實(shí)際，積極進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，并不斷采取更加完善的技術(shù)措施，以提高人工影響天氣工作的開展效率。