人工降雨的原理方法發(fā)展歷史和對(duì)環(huán)境影響

人工降雨的原理方法開(kāi)展歷史和對(duì)環(huán)境影響一、人工降雨根本概念人工降雨，是用人為的手段，依據(jù)不同云層的物理特性，選擇適宜時(shí)機(jī)，用飛機(jī)、火箭向云中播撒干冰、碘化銀、鹽粉等催化劑，使195860年未遇的大旱，人工降雨獲得了成功。1987年在撲滅大興安嶺特大森林火災(zāi)中，人工降雨發(fā)揮了重要作用。今年天氣干旱，我過(guò)多地承受了人工降雨的方式，緩解旱情。運(yùn)用云和降水物理學(xué)原理，通過(guò)向云中撒播催化劑〔鹽粉、干冰水，又稱人工增加降水。撒播催化劑的方法有飛機(jī)在云中撒播、高射水分供給較多、往往能自然降水的云，提高降水效率而增加降水量。限。二、人工降雨的原理與方法人工降雨的方法主要有冷云催化、暖云催化、動(dòng)力催化等方法，具體而言：A/冷云催化在溫度低于0°C1個(gè)/升或更高的量級(jí)時(shí)，才有較高的降水效率。對(duì)因冰晶濃度缺乏、降1012個(gè)以上的冰晶，假10個(gè)/10～20小，它們從云中下落到地面的時(shí)間較長(zhǎng)，在氣流的作用下，會(huì)落到下風(fēng)方向更遠(yuǎn)的地方而轉(zhuǎn)變降水的分布。系。就冷云催化而言，云中的溫度條件格外重要。就整個(gè)云體而言，頂溫度低到肯定程度時(shí),云中常會(huì)形成大量冰晶,這時(shí)用人工方法增加冰晶,效果就不顯著。反過(guò)來(lái),云頂溫度假設(shè)太高，碘化銀等催化劑的果的統(tǒng)計(jì)分析說(shuō)明,當(dāng)云頂溫度處于-10～-25°C時(shí),人工降水的效果比較明顯。這一最適宜的溫度區(qū)間，稱為播云溫度窗。鑒于降水過(guò)程的或其他條件。B/暖云催化在溫度高于0°C的暖云里，降水主要在云滴碰并過(guò)程中得到開(kāi)展。云滴越大，碰并增長(zhǎng)就越快。計(jì)算說(shuō)明,0.04毫米時(shí),就可以快速碰并而長(zhǎng)成雨滴。在那種大云滴的濃度缺乏的自然云中，播撒大量半徑大于0.04毫米的水滴，就能夠促進(jìn)降水過(guò)程。10立方公里化劑量，就用不到水的格外之一。除了播云以外,法國(guó)和蘇聯(lián)有人試驗(yàn)在地面加熱,造成人工上升氣爭(zhēng)論，都還處在探究的階段。C/動(dòng)力催化60年月在人工降水試驗(yàn)方面的一項(xiàng)進(jìn)展。積云中上升氣流的速度，主要打算于云內(nèi)外溫差造成的浮力。0.5°C左右,50年月曾1963年才開(kāi)頭。J.辛普森在美國(guó)佛羅里達(dá)州所做的隨機(jī)試驗(yàn)說(shuō)明，催化后積云1.61.7倍。他指出，催化后云頂增高量同大氣層結(jié)〔見(jiàn)大氣靜力穩(wěn)定度〕有親熱的關(guān)系。在其他國(guó)家和地區(qū)，也作過(guò)類似試驗(yàn)，但效果不一。有人對(duì)整個(gè)地區(qū)積云群體進(jìn)展過(guò)動(dòng)力催化的隨機(jī)試驗(yàn)，初步結(jié)果說(shuō)明有增雨的效果。三、人工降雨開(kāi)展簡(jiǎn)史1、向天祈雨早在遠(yuǎn)古時(shí)代,我們的祖先就夢(mèng)想著把握呼風(fēng)喚雨的本領(lǐng)。刀耕火種的初民,跪在赤熱的陽(yáng)光下祈求雨水;巫師們?yōu)榱饲笥晔贡M了花招,有時(shí)戴上面具手舞足蹈,有時(shí)放開(kāi)喉嚨咿呀唱歌;他們還常常向冥冥中的神靈祭獻(xiàn)牛羊牲靈,有時(shí)甚至祭獻(xiàn)活人。巫師們用葦管向空中吹噴水珠,期望這種象征性的雨滴可以帶來(lái)豐沛的雨水。美洲的印第安人,東方人跳龍舞,西方人做祈禱;但無(wú)情的干旱卻一次次地使他們的期望和田地里的禾苗一起枯萎。后來(lái),,有人爆破,還有人燃點(diǎn)化學(xué)物質(zhì),信任這類化合物的煙霧可能引來(lái)雨水。這些求雨者中也有個(gè)別幸運(yùn)兒,偶然的巧合使他們的法術(shù)名噪一時(shí)。美國(guó)歷史上曾有一個(gè)求雨者,時(shí)機(jī)趕得巧,頗有幾次靈驗(yàn)〞,但弄巧成拙,幾乎因此罹禍身亡。51厘米,大水淹沒(méi)土地,人畜死傷很多,損失達(dá)數(shù)百萬(wàn)美元。愚昧的村民怨天尤人,指控這個(gè)求雨者施行法術(shù)招來(lái)大禍。由于自然降水過(guò)程和人工催化過(guò)程中的很多根本問(wèn)題仍不很清80個(gè)國(guó)家和地區(qū)開(kāi)展了這項(xiàng)試驗(yàn)，其中美國(guó)、澳大利亞、前蘇聯(lián)和我國(guó)等國(guó)的試驗(yàn)規(guī)模較大。我國(guó)一些常常發(fā)生干旱的省、區(qū)都樂(lè)觀開(kāi)展了人工降雨技術(shù)的試驗(yàn)爭(zhēng)論和推廣應(yīng)用，目前技術(shù)趨于成熟，已成為抗旱的重要手段。2、人工降雨的制造直到1948年,人們才真正覺(jué)察了科學(xué)的人工降雨方法。這一年,,在一次試驗(yàn)中偶然地找到了人工降雨的關(guān)鍵,解決了千百年沒(méi)有解決的課題,成為科學(xué)史上的一段佳話。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,人們漸漸了解了下雨的來(lái)龍去脈。水汽從海洋和湖泊的水面上升騰成為空氣的一局部,然后形成云朵,雨水或雪片就從云中降下來(lái)。但是,水汽到底怎樣分散成雨滴,長(zhǎng)期以來(lái)始終不甚了然。后來(lái),約翰愛(ài)特金證明,水汽是積聚在灰塵等細(xì)小微粒四周形成水滴或冰晶的。這些微塵格外細(xì)小,肉眼根本無(wú)法覺(jué)察,但假設(shè)沒(méi)有這些微塵,盡管空氣中有足夠的水汽,卻不行能形成一滴雨水。其次次世界大戰(zhàn)期間,通用電氣公司聘請(qǐng)愛(ài)爾文蘭格繆爾博士研的助手。他們承受任務(wù)后,就動(dòng)身到美國(guó)東北部的罕布什爾州去,那里的山峰終年積雪,雪暴頻繁,寒風(fēng)凜冽。一個(gè)驚異的現(xiàn)象:雖然氣溫常常在零攝氏度以下,但在他們四周和腳下繚繞的云朵之中,卻并沒(méi)有形成一粒冰晶。這個(gè)奇異的現(xiàn)象,深深留在謝福的腦海里。大戰(zhàn)完畢后,謝福制造了一臺(tái)小機(jī)器,它能產(chǎn)生嚴(yán)寒的濕空氣.和罕布什爾州山區(qū)云層中的空氣格外相象。謝福推想冷空氣中不能形成冰晶可能是由于缺少如愛(ài)特金提到過(guò)的結(jié)晶中心。謝福往他的小機(jī)器里呼一大口氣,然后開(kāi)頭冷卻,再往冷空氣中投放一點(diǎn)點(diǎn)粉末,比方面粉、糖粉等等。謝福急躁地做了幾個(gè)月試驗(yàn),往機(jī)器里扔進(jìn)去各種他能夠想得出來(lái)的各種各樣的粉末,但是竟然沒(méi)有一種物質(zhì)可以形成雪花或雨珠分散的中心。19487月里的一個(gè)上午,炎日當(dāng)空。謝福連續(xù)急躁地往冷空氣里一次次地扔進(jìn)各種粉末,仍舊沒(méi)有結(jié)果。這時(shí),謝福的一個(gè)朋友邀清他去吃飯。謝福筋疲力盡,很情愿借此休息一下。臨走,他把致冷器蓋好,口朝上,使較重的冷空氣沉到底部.不致逃逸出來(lái)。謝福匆忙吃完午飯,心里還惦記著機(jī)器中的冷空氣。他回到致冷機(jī)旁,一看溫度計(jì),已經(jīng)上升到冰點(diǎn)以上了,不禁有些懊惱。幾個(gè)月來(lái),他認(rèn)真致志地做試驗(yàn),竟沒(méi)有留意到盛夏已經(jīng)不知不覺(jué)快要到了。謝福心想,大熱天做冷凍試驗(yàn),?他把蓋子蓋緊,急躁地等著致冷機(jī)重使空氣降溫。謝福注視著緩緩下降的水銀柱,心里焦急,,想用來(lái)加快空氣降溫的過(guò)程。謝福翻開(kāi)致冷機(jī)的蓋子,把冒著白汽的干冰扔進(jìn)去。這時(shí),他又往,在射進(jìn)致冷機(jī)的一束金色陽(yáng)光里,他觀察了很多晶瑩的銀色晶體在滾動(dòng)。謝福馬上明白了,這正是他夢(mèng)寐以求的冰晶。經(jīng)過(guò)很屢次失敗,他,他往致冷器里長(zhǎng)長(zhǎng)地吐了一口氣,同時(shí)又扔進(jìn)一大把干冰。這時(shí)馬上消滅了一片銀光絢爛的小冰晶,緩緩地落下去,仿佛一層秀麗的白色絨毛——人造雪的試驗(yàn)成功了。謝福想,既然能在試驗(yàn)室中制造雪花,為什么不在田野上的云朵中去試試呢?他打算在飛機(jī)上裝一架噴撒干冰的裝置,飛上天試試看。11月里嚴(yán)寒的一天,謝福和蘭格繆爾觀察天際消滅了一片云。謝層。這是一種體積碩大的灰色云朵,里面飽含著水汽。謝福選好時(shí)機(jī),開(kāi)動(dòng)了機(jī)器,干冰象一條拖曳的飄帶落在云朵中。噴撒了一半,干冰使四周氣溫降低,竟使飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)也熄了火。謝福急中生智,把剩下的干冰馬上從機(jī)艙窗口統(tǒng)統(tǒng)扔到下面的云層中。在地面上等待的蘭格繆爾博士仰視著從云端飄然而下的潔白的雪花,萬(wàn)分沖動(dòng),謝福從飛機(jī)上走下來(lái)時(shí),渾身凍得發(fā)青,蘭格繆爾歡呼著跑過(guò)去迎接他,欣喜地喊道:“你制造了歷史上的奇跡!〞謝福的試驗(yàn),牧場(chǎng)、田野和山區(qū)的上空,,,讓晶亮的雨滴滋潤(rùn)干渴的植物的根須。謝福覺(jué)察了用冷凍的方法可以形成人造雨之后,就不再去苦心尋求可以形成水滴中心的物質(zhì)了。但是,通用電氣公司的另一位青年科于探究未知事物一樣.他信任愛(ài)特金關(guān)于雨滴中心有微細(xì)顆粒的結(jié)論是有依據(jù)的。他查閱了大量資料,期望找到一種體積和外形都適于形燃燒后得到的極細(xì)的粉末,期望撒播在云層中后形成雪花。,急躁地等待,前去請(qǐng)教一位化學(xué)家。他們很快覺(jué)察了緣由,原來(lái)馮尼古特使用的碘化銀不夠純潔。他很快換了的碘化銀,射入云層之后,果真紛紛揚(yáng)揚(yáng)飄下了潔白的雪花。碘化銀催雨劑一經(jīng)使用,很快獲得了比干冰更為廣泛的應(yīng)用;由于,不象使用干冰那,鑿成大洞,引起一片恐慌。在成功的事實(shí)面前,最保守的人也成認(rèn),現(xiàn)代的人工降雨是掌握天氣的一大進(jìn)展。今日,耕云播雨已經(jīng)不是神話。謝福和馮尼古特的制造,給苦于干旱的人們帶來(lái)了福音。他們勤于觀看、勤于思考、鍥而不舍的探究精神,也將被人們長(zhǎng)期地傳頌。3、人工降雨的利用現(xiàn)狀由于自然降水過(guò)程和人工催化過(guò)程中的很多根本問(wèn)題仍不很清80個(gè)國(guó)家和地區(qū)開(kāi)展了這項(xiàng)試驗(yàn)，其中美國(guó)、澳大利亞、前蘇聯(lián)和中國(guó)等國(guó)的試驗(yàn)規(guī)模較大。中國(guó)一些常常發(fā)生干旱的省、區(qū)都開(kāi)展了這項(xiàng)試驗(yàn)，其中有很多成功的例子。這對(duì)于增加降水，緩解干旱的威逼，起到了樂(lè)觀的作用。四、人工降雨前的數(shù)值模擬工作催化的原理、技術(shù)和效果。由于云和降水的自然變率很大，外場(chǎng)試催化技術(shù)的效果，選擇最正確的試驗(yàn)設(shè)計(jì)，就需要更長(zhǎng)的時(shí)間。因此用數(shù)值模擬方法為實(shí)際試驗(yàn)和理論爭(zhēng)論供給依據(jù)，就顯得格外重要。60年月辛普森用積云數(shù)值模擬，計(jì)算了自然云的開(kāi)展高度，并假定動(dòng)力催化使云中水滴在比自然過(guò)程更高的溫度下凍結(jié),釋放潛熱,從而計(jì)算出催化后的積云開(kāi)展高度。試驗(yàn)的實(shí)測(cè)結(jié)果同模式計(jì)算相當(dāng)一致。這就為動(dòng)力催化的原理和試驗(yàn)云的選擇，供給了科學(xué)依據(jù)。隨著為人工降水試驗(yàn)爭(zhēng)論的一個(gè)重要組成局部。五、人工降雨效果的檢驗(yàn)降水量，再與目標(biāo)區(qū)實(shí)測(cè)降水量比照，就可估價(jià)人工降水的效果。承受資料作比照,得出的結(jié)果,機(jī)試驗(yàn)是把適合于人工降水的試驗(yàn)時(shí)機(jī)(試驗(yàn)單元)依據(jù)隨機(jī)規(guī)那么〔例如抽簽〕分成兩組：一組催化并觀測(cè)，另一組不催化只觀測(cè)，作能性。顯著度水平越小，推斷催化有效的可信度越高。在人工降水試驗(yàn)中,595％。的效果。這些宏觀和微觀特征量的變化，可從物理過(guò)程上分析人工催化的效果。這種觀測(cè)檢驗(yàn)，稱為人工降水效果的物理檢驗(yàn)。如在冷云試驗(yàn)中物理過(guò)程已起到作用。一般認(rèn)為,人工降水的科學(xué)試驗(yàn),必需依據(jù)統(tǒng)計(jì)具有比較堅(jiān)實(shí)的物理根底和統(tǒng)計(jì)的可信度。地區(qū)開(kāi)展了這項(xiàng)試驗(yàn)，其中以美國(guó)、澳大利亞、中國(guó)和蘇聯(lián)等國(guó)的試驗(yàn)，規(guī)模較大。1958年以后，中國(guó)北方各省，曾用飛機(jī)向大范圍層困難。六、世界各國(guó)人工降雨有何招“呼風(fēng)喚雨〞曾經(jīng)是人們的奇特愿望，隨著現(xiàn)代科技的進(jìn)步，這一夢(mèng)想正在變成現(xiàn)實(shí)，人工降雨便是其中一種重要方法。播撒催化劑是最常用的方法人們知道，降雨必需具備3個(gè)條件：充分的水汽、上升的氣流及足夠的分散核大氣中存在溫度在0攝氏度以下由水滴組成的云當(dāng)這種云里沒(méi)有冰晶時(shí)，細(xì)小的水滴相當(dāng)穩(wěn)定，會(huì)長(zhǎng)期懸浮在空中。假設(shè)向這種云霧中播撒碘化銀或干冰〔固體二氧化碳，就會(huì)產(chǎn)生很多人工冰晶，使水滴分散長(zhǎng)大，最終成為雨水降落地面。人工降雨通常是通過(guò)向云內(nèi)播撒人工冰晶的方法來(lái)增加降水量因此人工降雨也可稱為人工增雨北京市為了增加降水量常常承受人工增雨的方法。6月16日北京下了一場(chǎng)大雨，上午10點(diǎn)，記者打 向北京氣象臺(tái)詢問(wèn)時(shí)得知，用于人工增雨的飛機(jī)剛剛起飛。世界各國(guó)想招降雨30立方千米的云塊，假設(shè)按每立方米含水量為1.745.2萬(wàn)噸降水量，對(duì)干旱地區(qū)而言，可謂是“液體黃金〞。世界各國(guó)都想了不少方法促進(jìn)降雨。不久前，日本科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種適用于沙漠地區(qū)的“人造山脈〞降雨法：“1萬(wàn)米，1000米，高600米。潮濕空氣遇到“山〞的阻擋后沿坡抬升，到肯定高度就會(huì)受冷分散成雨水。英國(guó)科學(xué)家那么稱他們用人工方法通過(guò)布置電極向大氣輸送電能到達(dá)降雨的目的5000公里范圍內(nèi)的晴雨天氣，成功93%天氣的目的。美國(guó)科學(xué)家還覺(jué)察細(xì)菌也可以幫助降雨細(xì)菌浮在海面與海藻之間，它們進(jìn)入大氣層，就能導(dǎo)致海上降雨。依據(jù)的海藻，研成粉末，放入布滿水蒸氣霧的密室中，形成了降雨。因此可以預(yù)見(jiàn)，將來(lái)人們可以用細(xì)菌代替碘化銀來(lái)進(jìn)展人工降雨。無(wú)云也能降雨更奇特的是兩位俄羅斯科學(xué)家正在爭(zhēng)論在晴天無(wú)云的狀況下也能降雨的方法霧到達(dá)肯定高度后能降低空氣的溫度〔據(jù)測(cè)算，每立方米空氣只要0.5111000噸雨水。河流、湖泊旁設(shè)置很多風(fēng)力揚(yáng)水、發(fā)電兩用站。當(dāng)風(fēng)向有利時(shí)，用無(wú)100被帶到下風(fēng)地區(qū)需要降水的地方。最“瘋狂〞的制造可能要算“人工造雨機(jī)〞了35米高的地方，旋轉(zhuǎn)時(shí)將小滴的水珠撒向空中，這樣海上的水霧濃起來(lái)，云層越積越厚，最終緩緩上升，在風(fēng)的作用下向陸地上空飄移，最終成為人工降雨。英國(guó)愛(ài)丁堡大學(xué)63歲的工程學(xué)教授索爾特首先提出這一設(shè)想，去年，英國(guó)政府特地10.5萬(wàn)英鎊，讓他爭(zhēng)論降雨渦輪。七、人工降雨對(duì)環(huán)境的影響干旱及高溫的天氣，使我們把人工降雨作為重要寄予。但是，當(dāng)空氣及人體安康產(chǎn)生影響呢？大氣監(jiān)測(cè)室的專家告知我們，總體說(shuō)來(lái)，人工降雨利大于弊。人工降雨增多干凈空氣首先，我們需要了解是在晴朗、清潔的空氣中，平均每立方100010一個(gè)很大工程的人工降雨方案將會(huì)在很短的時(shí)間內(nèi)使清潔空氣環(huán)境15％，0．15％。其產(chǎn)生的降雨而下落。催化劑碘含量：