人工降雨的原理
人工降雨,在小墨还是个孩子的时候,单纯地以为大人们只需要向天空“发射几个炮弹”,一会儿雨就降下来了,后来小墨长大了才明白人工降雨的真正原理,远不是随便“发射几个炮弹”那么简单。如果你也不知道人工降雨的真实原理,那就跟着小墨来学习一下吧~
首先,人工降雨是需要成本的,如果天气状况远没有达到快要降雨的情况,直接“催雨”的经济成本就太大了,所以,物理学家和气象学家会先行测算考察这个地区的天气状况和云层状况是否接近降雨的状况,是否我们只用费“一点功夫”,就能达到成功降雨的目的。
如果,云层条件达到了标准,那么接下来就是考虑用什么催化剂来达到迅速降温的作用。常见的催化剂是干冰和碘化银。
催化剂也准备好了,那就该考虑用什么配套的方法来“催雨”。常见的人工降雨方法有三种,分别是冷云催化、暖云催化和动力催化。
在温度低于0°C的冷云降水过程中,冰晶浓度起着重要的作用。根据降水粒子浓度的实测资料和理论估算,只有当冰晶浓度达到1个/升或更高的量级时,才有较高的降水效率。对因冰晶浓度不足、降水效率很低的自然云,若在其过冷却部位播撒成冰催化剂,就可以增加冰晶浓度。每克干冰或碘化银,可产生1012个以上的冰晶,若用几百克,就可以使几十立方公里云体的冰晶浓度达 10个/升。这些人工冰晶通过伯杰龙过程迅速增长,促进冷云降水过程,使降水量增加。一些比较严格试验的统计分析表明,冷云催化可以增加降水量10~20%。
在温度高于0°C的暖云里,降水主要在云滴碰并过程中得到发展。云滴越大,碰并增长就越快。计算表明,当云滴半径超过0.04毫米时,就可以迅速碰并而长成雨滴。在那种大云滴的浓度不足的自然云中,播撒大量半径大于0.04毫米的水滴,就能够促进降水过程。
通过冷云催化使云中产生大量冰晶,所释放的潜热将改变积云的宏观动力过程而增加降水。它是60年代在人工降水试验方面的一项进展。积云中上升气流的速度,主要决定于云内外温差造成的浮力。在发展旺盛的积云内,存在着大量过冷水滴。在这种云中播撒大量的成冰催化剂时,能使过冷水滴冻结而释放潜热,水汽在冰粒表面凝华时也释放潜热。估计这两种潜热足以使云中局部温度升高0.5°C左右,这将加大浮力而促使某些积云的上升气流速度增大,云体扩展,生命期延长,结果使进入云体的水分总量增大而增加降水量。
冷云催化:
暖云催化:
动力催化:
上述的人工降雨方法使用得当,都会帮助干旱的人们走出气候、经济、生活等等多方面的困境,所以我们要学会如何正确地选用人工降雨方法。