人工降雨是什么工作原理？

Question

还要什么条件配合才有效果？

Answer 1

　　人工降雨就是根据自然界降水形成的原理，人为地补充某些形成降水所必须的条件，促使云滴迅速凝结或并合增大，形成降水。所采用的方法，因云的性质不同，有以下几种：
（一）人工影响冷云降水
中纬度地区冬季经常出现大范围的过冷却层状云，但很少降水。夏季也经常出现云顶高于0℃层高度的积状云，其中能产生降水的也为数不多。根据贝吉龙学说，这种云之所以没有降水，主要是云内缺乏冰晶，云滴得不到增长。影响冷云降水的基本原理是设法破坏云的物态结构，也就是在云内制造适量的冰晶，使其产生冰晶效应，使水滴蒸发，冰晶增长。当冰晶长大到一定尺度后，发生沉降，沿途由于凝华和冲并增长而变成大的降水质点下降，这就是所谓冷云的“静力催化”。60年代又提出了“动力催化”试验，其依据是：在云体的过冷却（-10℃）部分，大量而迅速地引入人工冰核。当冰核转化成冰晶时，要释放大量潜热，使云内温度升高，形成或增大上升气流，促使云体在垂直和水平方向迅速发展，相应延长云的生命期，加速云内降水形成过程，从而增加降水量。静力催化与动力催化都是从影响云的微物理结构着手，所不同的是静力催化着眼于云内水的相态不稳定性，动力催化立足于影响或加强云内的热力不稳定。
在云内人工产生冰晶的方法有二种，一种是在云中投入冷冻剂，如干冰（即固体二氧化碳），在1013hPa下，其升华温度为-79℃。将干冰投入过冷却云中后，在它的周围薄层内便形成一个冷区，在此冷区内，过饱和度很大，因此水汽分子结合物能够存在和长大。试验表明，当温度低于-40℃时，即有自生冰晶。因此，在干冰周围形成了大量的冰晶胚胎，其中较大的冰晶经过湍流扩散到四周空间，以后继续成长为更大的降水质点而下落。在不同温度下，干冰所产生的冰晶数是不同的。理论计算指出，一克干冰所产生的冰晶数是随气温的降低而增加的。温度从-1℃降至-20℃时，所产生的冰晶数从5.55×1011个增到1.22×1014个，它比实验值要大些。按实验室测定，当云温为-2—-15℃时每克干冰可产生8×1011个冰晶。
另一种方法是引入人工冰核（凝华核或冻结核）。目前人们认为碘化银是一种非常有效的冷云催化剂。碘化银具有三种结晶形状，其中六方晶形与冰晶的结构相似，能起冰核作用，适用于-4—-15℃的冷云催化。每克碘化银所能产生的冰晶数视温度而定，温度低，有效冰核数目多，产生的冰晶数也多。例如当温度t=-10℃时，一克碘化银能产生1010—1012个冰核，当t=-20℃时则能产生1016个冰核。
对碘化银成冰作用的机制，多年来争论很大，有人认为水汽分子直接在AgI质点上凝华形成冰晶，碘化银起凝华核的作用。也有人认为碘化银起冻结核作用，一开始碘化银质点作为凝结核形成水滴，然后再冻结产生冰晶。另外也有人认为碘化银起接触核的作用，也就是碘化银质点与过冷水滴互相碰撞后冻结而形成冰晶。有的云雾工作者又提出这样的看法：自然界中的水汽过饱和度一般是小于1％的，当温度低于-12℃时，碘化银质点的成冰机制主要是凝华作用。当温度在-12—-5℃时，主要是起先凝结后冻结的作用。当温度等于-5℃时，起接触核的作用比较明显。

（二）人工影响暧云降水
整个云体温度高于0℃的云称为暖云。我国南方夏季的浓积云、层积云多属于这种云。在暖云中，胶性稳定状态的维持往往是由于云中缺乏大水滴，滴谱较窄，冲并作用不易进行之故。暖云内不可能有冰晶效应，促使降水形成起决定性作用的是水滴大小不均匀和冲并过程。因此，要人工影响暖云降水可以引入吸湿性核（如食盐）。由于其能在低饱和度下凝结增长，故可在短时间内形成数十微米以上的大滴。也可直接引入30—40μm的大水滴，从而拓宽滴谱，加速冲并增长的过程，达到降水的目的。或引入表面活性物质（能显著减小水滴表面张力又可抑制蒸发的物质），改变水滴的表面张力状态，以利于形成大水滴并促使其破碎，加速链锁反应，从而形成降水。
我国南方大量的野外试验中，发现在暖性对流云顶播撒大颗粒（直径大于100μm）、大剂量（每千米几十千克）的盐粉，效果很显著。对于发展快、垂直厚度大、含水量丰富而又有上升气流的暖性对流云进行反复催化，可以得到大量降水。但是这种方法消耗食盐量大，效率低。要求飞机有较大的载量。
在美国、澳大利亚和我国都曾对暖云作过播散大水滴的试验，用飞机从云顶或云下部撒水。
发现能使暖云降水有所发展，并可使薄云消散。用这种方法要求飞机有较大的载量，其效能也不如播散吸湿性物质。

Answer 2

人工降雨
俗话说:"天有不测风云".然而,随着科学技术的不断发展,这种观点已成为过去.几千年来人类"布云行雨"的愿望,如今已成为现实.而首次实现人工降雨的科学家,就是杰出的美国物理化学家欧文 朗缪尔.
欧文 朗缪尔,1881年1月31日生于美国纽约市布鲁克林.朗缪尔从 小对自然科学和应用技术极感兴趣.他年轻时就有一个伟大的理想:实现人 工降雨,使人类摆脱靠天吃饭的命运.朗缪尔十分理解干旱季节时农民盼雨的心情.面对农民求雨的目光,面 对茫茫无际的蓝天,作为一名科学家他进行了理智而科学的探索.他经过深入地研究,终于搞清了其中的奥秘.原来,地面上的水蒸气上升遇冷凝聚成团便是"云".云中的微小冰点 直径只有0.01毫米左右,能长时间地悬浮在空中,当它们遇到某些杂质粒子 (称冰核)便可形成小冰晶,而一旦出现冰晶,水汽就会在冰晶表面迅速凝 结,使小冰晶长成雪花,许多雪花粘在一起成为雪片,当雪片大到足够重时就从高空滚落下来,这就是降雪.若雪片在下落过程中碰撞云滴,云滴凝结 在雪片上,便形成不透明的冰球称为雹.如果雪片下落到温度高于0℃的暖区就融化为水滴,下起雨来. 但是,有云未必就下雨.这是因为云中冰核并不充沛,冰晶的数目太少了.当时,在人们中流行着一种观点:雨点是以尘埃的微粒为"冰晶",若 要下雨,空气中除有水蒸气外还必须有尘埃微粒.这种流行观点严重地束缚着人们对人工降雨的实验与研究.因为要在阴云密布的天气里扬起满天灰尘谈何容易. 朗缪尔是个治学严谨,注重实践的科学家.他当时是纽约州斯克内克塔 迪通用电气公司研究实验室的副主任.在他的实验室里保存有人造云,这就是充满在电冰箱里的水蒸气.朗缪尔想方设法,使冰箱中水蒸气与下雨前大气中水蒸气情况相同.他还不停地调整温度,加进各种尘埃进行实验. 1946年7月中的一天,骄阳当空,酷热难熬.朗缪尔正紧张地进行实验,忽然电冰箱不知因何处设备故障而停止制冷,冰箱内温度降不下去.他决定采用干冰降温.固态二氧化碳气化热很大,在-60℃时为87.2卡/克.常压下能急剧转化为气体,吸收环境热量而制冷,可使周围温度降到-78℃左右.当他刚把一些干冰放进冰箱的冰室中,一幅奇妙无比的图景出现了:小冰粒在冰室内飞舞盘旋,霏霏雪花从上落下,整个冰室内寒气逼人,人工云变成了冰和雪.朗缪尔分析这一现象认识到:尘埃对降雨并非绝对必要,干冰具有独特的凝聚水蒸气的作用,即作为"种子"的云中冰晶或冰核.温度降低也是使水蒸气变为雨的重要因素之一,他不断调整加入干冰的量和改变温度,发现只要温度降到零下40℃以下,人工降雨就有成功的可能.朗缪尔发明的干冰布云法是人工降雨研究中的一个突破性的发现,它摆脱了旧观念的束缚.有趣的是,这个突破性的发明,是于炎热的夏天中在电冰箱内取得的. 朗缪尔决心将干冰布云法实施于人工降雨的实践.1946年时他虽已是66 岁的老人,但他仍像年轻人一样燃烧着探索自然奥秘的热情.1946年的一天,在朗缪尔的指挥下,一架飞机腾空而起飞行在云海上空.试验人员将207千克干冰撒入云海,就像农民将种子播下麦田.30分钟以后,狂风骤起,倾盆大雨洒向大地.第一次人工降雨试验获得成功. 朗缪尔开创了人工降雨的新时代.根据过冷云层冰晶成核作用的理论, 科学家们又发现可以用碘化银(AgI)等作为"种子",进行人工降雨.而且从效果看,碘化银比干冰更好.碘化银可以在地上撒播,利用气流上升的作用,飘浮到空中的云层里,比干冰降雨更简便易行. "人工降雨"行动在战争中作为一种新式的"气象武器"屡见不鲜.美 越战争时期,由柬埔寨通往越南的"胡志明小道"车水马龙,国外支援越南人民抗击美帝侵略者的作战物资,靠这条唯一的通道源源不断地送往前线. 但那里常常出现暴雨,特大洪水,冲断桥梁,毁坏堤坝,大批运输车辆挣扎在泥泞的山路上,交通受到了很大的影响,其破坏程度不亚于轰炸.开始越方对这种突如其来的暴雨茫然无知,后来,经多方侦查才知道,这是由美国总统约翰逊亲自批准并实施了6年之久的秘密气象行动,即美国在那条路上空进行了"人工降雨"行动."天有可测风云"其含义不仅在于"人工降雨",它还启发人们能合理 地进行人工控制天气.朗缪尔对此也作了研究,他希望在暴风雨来临之前, 运用人工控制的方法,将它消灭在萌芽状态.这一设想不仅合理而且可行,现在已得到了广泛应用.

Answer 3

Answer 4

“人工降雨”到底是什么原理？今天长知识了，原来作用这么大！

Answer 5