在雲中直接播撒致冷劑，可產生大量冰晶。致冷劑的催化機制，Vonnegut(1981)明確指出雲中播撤乾冰的核化作用時，致冷劑造成的局部超低溫，形成超過飽和，促使水汽自發均質(也稱同質)核化形成冰晶，與過冷雲中有無自然冰核或過冷水滴的多少基本無關。汽化潛熱計算表明，1 g乾冰可使10 cm的空氣體積從-15℃降至-40℃。若雲滴濃度為10/cm，也僅能產生10個冰晶，遠低於乾冰作為催化劑的成核率。即使在乾冰的致冷作用範圍內的所有過冷水滴全部自發凍結，以及已存的所有自然冰核均活化成冰，二者加在一起與水汽同質核化成凍的個數相比要少得多。只有對致冷劑的播雲催化機制有了正確認識，才能採取和優選科學合理的致冷劑播雲技術。致冷劑播雲作業時對播撒裝置和催化技術要求較多，應充分考慮選擇。
基本介紹
- 中文名：人工降水製冷劑
- 外文名：Precipitation refrigerant
- 種類1：乾冰
- 種類2：液氮
- 種類3：液態二氧化碳
- 種類4：液態丙烷
簡介,種類,特性,
簡介
在雲中直接播撒致冷劑，可產生大量冰晶。致冷劑的催化機制，Vonnegut(1981)明確指出雲中播撤乾冰的核化作用時，致冷劑造成的局部超低溫，形成超過飽和，促使水汽自發均質(也稱同質)核化形成冰晶，與過冷雲中有無自然冰核或過冷水滴的多少基本無關。汽化潛熱計算表明，1 g乾冰可使10 cm的空氣體積從-15℃降至-40℃。若雲滴濃度為10/cm，也僅能產生10個冰晶，遠低於乾冰作為催化劑的成核率。即使在乾冰的致冷作用範圍內的所有過冷水滴全部自發凍結，以及已存的所有自然冰核均活化成冰，二者加在一起與水汽同質核化成凍的個數相比要少得多。只有對致冷劑的播雲催化機制有了正確認識，才能採取和優選科學合理的致冷劑播雲技術。致冷劑播雲作業時對播撒裝置和催化技術要求較多，應充分考慮選擇。
種類
人工影響天氣中實際套用的致冷劑有乾冰(固態CO2)、液氮、液態CO2和液態丙烷等。
特性
乾冰即固態CO2，氣態CO2的臨界溫度31℃，臨界壓強73atm(標準大氣壓)，三相點溫度為-56.6℃，壓強為5.28標準大氣壓，乾冰汽化溫度-78.5℃、-98℃(考慮氣壓低通氣條件)。因此，在空氣中，液態CO2不可能存在。為了製備乾冰，先將CO2壓縮成液態，儲備在高壓鋼簡中，溫度20℃時，筒內壓強為58標準大氣壓。當液態CO2自筒內放出時，汽化吸熱，溫度降至-56.6℃，部分液態CO2可轉化為雪團狀結晶，原則上可將它們壓製成各種尺度的乾冰丸，儲備於冷藏瓶中備用。
液氮氮氣占空氣總質量的78.08%，氮氣在高壓下液化，是制氧過程的副產品，價廉、易製備。液氮密度8.05×10kg/m3，汽化溫度為-195.8℃，汽化潛熱9.96× 10 J/kg。汽化後為惰性的純氮氣，無刺激性。在過冷霧中播撤會產生大量冰晶，經冰水轉化，消霧效果較好。播撒的液氮在大氣中迅速蒸發膨脹，膨脹係數可高達600，對環境沒有任何不良影響，因此可稱液氮為"綠色催化劑"。
液態丙烷丙烷的凝固溫度為-187.1℃，1個大氣壓下，沸點為-44.5℃，-15℃時的汽化潛熱為3.94×10 J/kg，高於乾冰，價格最低，可貯於鋼筒中，因防火安全未獲解決，在高空播撒不適宜。它在0℃附近即可起核化作用，而且在較高的負溫下，其成冰核率基本上不衰減。易於分散成很細的霧滴，在施放點30～36 cm範圍內可產生大量冰晶，國外研究者通過實驗檢測和外場測定，液態丙烷的成核率可達10-10/g，在較高的負溫區比Agl的成冰率還要高。主要套用於機場消霧和地形雲人工增加降水的催化作業。
7.1.3吸濕性催化劑
在暖雲催化中常用食鹽(NaCl)、氯化鈣(CaCI2)、硝酸銨(NH4NO3)以及有機化合物尿素(NH4CONH2)等。這些物質具有強吸濕性，可在低於水面飽和條件下吸濕凝結增長。它們來源豐富，價格便宜，其中食鹽和氯化鈣對金屬材料具有腐蝕性，劑量較大時對農作物亦有損害，而硝酸銨、尿素無腐蝕性，還具有一定肥效，可用於催化暖雲和暖霧。
