任何使雲的演變過程發生變化(導致雲消散或促成其降水)的人為過程(如雲中播撒等)。
中文名稱 | 雲的人工影響 |
英文名稱 | cloud modification |
定 義 | 任何使雲的演變過程發生變化(導致雲消散或促成其降水)的人為過程(如雲中播撒、林火的煙與熱等)。 |
套用學科 | 大氣科學(一級學科),大氣物理學(二級學科) |
基本介紹
- 中文名:雲的人工影響
- 外文名:Cloudmodification
- 相關術語:人工影響天氣
- 學科分支:大氣物理學
描述,種類,
描述
人工影響天氣即用人為手段使天氣現象朝著人們預定的方向轉化,對象含高空的雲、近地面的霧和霾等,包括人工降水、人工消雹、人工消雲、人工消霧、人工削弱颱風、人工抑制雷電、人工防霜凍等。雲的人工影響天氣主要是利用雲的微物理不穩定性,通過人為干預雲的結構和發展過程,使天氣達到人們預想的狀態。如在低於0℃的冷雲中往往存在著大量未凍結的水滴,播撒成冰催化劑能夠使它們轉化成冰晶以促進水滴的形成,水滴凝結過程施放潛熱會改變雲的熱力和動力結構,可以達到促進降水、減少冰雹、消雲或者減小颱風風力的作用。由於空中每朵雲的大小和結構都不相同,因此很難區別某些天氣現象是自然變化還是人工影響的結果,因此雲的人工影響研究還存在一定的難度。
種類
1人工增雨
(1)冷雲人工增雨雪
冷雲中過冷水滴、冰晶和水汽三者共存,產生降水的關鍵是雲中冰水轉化。對某些冰晶濃度不足、降水效率較低的自然雲,在其過冷卻部位播撒適量的成冰催化劑,可增加冰晶濃度,促進冰水轉化,提高降水效率,達到增雨雪的目的。該方法稱為冷雲靜力催化。相對於靜力催化,動力催化則是在雲的發展過程中,在過冷部位播撒大量人工冰核,使雲體迅速冰晶化並釋放大量潛熱,增大雲體浮力,使雲增長得更快更大,以至於產生更多的降水。
(2)暖雲人工增雨雪
暖云云頂高低較冷雲低,雲中無冰晶。暖雲降水主要是上升氣流攜帶水汽入雲,凝結核凝結成雲滴後通過凝結或碰並增長成雨滴,然後下落形成降水。可通過向雲中噴灑大水滴或者吸濕性大核,直接或間接增加大滴數目,拓寬雲滴譜,促進暖雲中碰並過程的發生,提高降水效率。
2人工消雲、減雨
在溫度低於0℃的層雲中播撒乾冰等成冰催化劑,在雲中產生大量人工冰晶,使雲中的過冷水滴蒸發,而冰晶凝華增長下落,層雲局部消散。人工消雲常用於消除冷層雲對航空活動的障礙,對暖層雲的試驗則較少。在對流雲頂部播散大量顆粒狀物質,有時也能觀測到雲體隨後消散。
人工播撒的催化劑,當計量過大時就有可能達到增雨雪無效或者無雨雪的效果。以色列人工增雨實驗發現,過程中沙漠吹來的沙塵會與播雲催化劑爭奪水分,從而起到一種抑制降水或削弱降水的效果。此外,若在對流雲發展過程中,還可人工播撒足夠多的粗顆粒,將雲中對流發展的大氣不穩定能量通過下沉氣流釋放,從而導致對流雲崩潰實現消雲減雨。
3人工抑制冰雹
總原理就是用大劑量的冰核播撒正在增長的過冷雲,使高濃度的冰粒爭食有效的水分,避免它們之中任何一個成長為大冰雹。方法包括:向雲中播撒成冰催化劑,使雲中產生非常多的人工冰雹胚胎,達到與自然胚胎爭奪水分的目的;在雲下播撒吸濕顆粒,使雲中產生大量大水滴,減少冰雹增大所需水分,某些大水滴凍結形成冰雹胚胎,又可起到爭奪水分的作用;用炮等外力作用轟擊冰雹雲,破壞冰雹自然發展過程,擾亂冰雹雲內垂直氣流也有可能使過冷水滴凝結成冰雹胚胎。
4人工削弱颱風
在颱風眼附近的對流雲帶內播撒大量碘化銀等成冰催化劑,使雲中產生冰晶和凍滴,釋放大量潛熱,促進對流雲的發展,促使水汽凝結和潛熱釋放,從而使這個區域的空氣溫度升高,低層氣壓降低,使颱風眼附近的最大氣壓梯度減小,最大風力減弱。離颱風眼較遠的對流雲帶催化後發展,會使低層入流區隨雲外移,從而使水平風速減小。