人工增雪
人工干预天气的行为
人工增雪是利用天空中已有的降雪条件,通过人工干预、催化,使原有的降(雪、水)变得更大。
天上的水汽要变成雨雪降下来必须具备两个条件,一个是必须有一定的水汽饱和度(主要与温度有关),另一个是必须有凝结核,在云层里喷撒一些微粒物质,促进雪晶很快地增长到能够克服空气的浮力降落下。现在常用碘化银来人工增雪,碘化银是一种黄颜色的化学结晶体,把碘化银微粒撒在降水能力较差的云层里,使它“冒名”顶替雪晶,便能让云中的水汽和小水滴在“冒名”的晶体上凝华结晶,变成雪花。
2023年12月11日,河北省气象局组织在冀中南地区冀东地区开展飞机增雪作业3架次,飞行12小时16分钟,燃烧机载烟条79根。
简史
20世纪四十年代,有人在飞机上把干冰碎粒撒到温度为-20℃的高积云顶部,发现雪从云层中降落下来。
在-78.5℃以下。把干冰晶体象天女散花似的喷撒在冷云里,每一颗二氧化碳晶体都成为一个剧冷中心,促使冷云里的水汽、小水滴和小雪晶很快地集结在它的周围,凝华成较大的雪花降落下来。
20世纪60年代,就开始研究碘化银催化剂对环境的影响。美国、西班牙澳大利亚等多个国家对碘化银催化降水银离子浓度的长期检测结果表明,人工影响天气作业产生的银离子浓度低,对环境的影响远低于世界卫生组织标准(饮用水中银离子浓度不得超过50微克/升)。
中原地区人工降水(雪)活动开始于1946年。中国自1958年开始有组织地开展人工影响天气工作。人工影响天气是指为避免或者减轻气象灾害、合理利用气候资源,在适当条件下通过科技手段对局部大气的物理过程进行人工影响,实现增雨雪、防冰雹、消雨、消雾、防霜等目的的活动。
2023年12月11日,河北省气象局组织在冀中南地区冀东地区开展飞机增雪作业3架次,飞行12小时16分钟,燃烧机载烟条79根。
2023年11月10日夜间23:52时到11月11日凌晨00:55时,济南市人影中心抓住有利的天气形势,先后在我市南部山区组织人工增雪作业2轮次,发射人工增雪火箭弹54枚。燃烧地面烟条9根。
工作原理
天上的水汽要变成雨雪降下来必须具备两个条件,一个是必须有一定的水汽饱和度(主要与温度有关),另一个是必须有凝结核。因此,人工增雪首先必须天空里有云,没有云就下不了雪。能下雪的云,0℃以下的“冷云”,在冷云里,水汽凝结成小水滴,水汽凝华成小雪晶。因为两者都较小较轻,倘若不存在继续生长的条件,两者只能像烟雾尘埃一样悬浮在空中,难已落下。在云层里喷撒一些微粒物质,促进雪晶很快地增长到能够克服空气的浮力降落下来,形成降雪。
主要方法
现在常用碘化银来人工增雪。碘化银是一种黄颜色的化学结晶体,平时作为照相材料里的感光剂使用。碘化银的晶体与雪晶的六角形单体尺寸非常相似,它们单体里的原子排列也十分近似,两者的晶格间距也很接近(碘化银是4.58埃,雪晶是4.52埃)。因此,把碘化银微粒撒在降水能力较差的云层里,使它“冒名”顶替雪晶,便能让云中的水汽和小水滴在“冒名”的晶体上凝华结晶,变成雪花。
应用领域
天气领域。
作业方式
工具
人工增雪工具一般为发射火箭弹和燃烧碘化银烟条。人工增雪的催化剂主要是碘化银。其原理是将催化剂播撒到云中合适部位,增加云内冰晶浓度,进而引发云层降雪或增大其降雪强度。根据世界卫生组织标准和我国国家生活饮用水卫生标准,每升水中银离子含量低于0.05毫克是安全的。
作业流程
在人工增雪过程中,要通过天气预报和云预报提前确定适合增雪的云系,设计作业方案,准备好飞机、火箭等作业工具,再利用卫星、雷达等对云系进行跟踪监测。当符合增雪条件时,申报作业空域,飞机升空、火箭发射,开展增雪作业。
作业时机
地面碘化银发生器人工增雪作业关键为作业时段内作业点应处于大使馆区,确保碘化银冰核进入云内-5.0 ℃层以上参与核化天气图的最大时间分辨率为3 h,多普勒雷达的时间分辨率为6 min,风廓线雷达的时间分辨率为5 min,单一利用某种气象观测资料较难科学有效地进行人工增雪作业,按照“先大后小”的原则。
要点
(1)人工播撒前需观察作业点周围回波发展情况,确保作业方位对应的火箭射程范围内有一定强度回波。
(2)熟悉火箭弹在各发射仰角对应的催化剂播撒高度,确保催化播撒高度能够达到预期位置。
(3)冬、春季张家口市层状云降水云高较低,加之海拔较高,火箭作业宜采取最低仰角作业,地面碘化银烟炉是对火箭作业的有效补充。
(4)部分区域仍存在雷达扫描盲区,需及时关注降水实况,结合其他观测方式,对作业条件进行综合判别。
相关误区
“人工增雪”“人工降雨”是过时的说法,更为科学、准确的说法是把“降”改为“增”。人工增雪,是利用天空中已有的降雪条件,通过人工干预、催化,使原有的降水变得更大,是“锦上添花”;而人工增雪,似乎是“无中生有”去造雪,是不科学、不符合自然规律的。实际上,何时、何地、如何进行人工影响天气作业,都有严格的标准和规范,如果缺乏相应条件,则无从谈起。
社会评价
人工影响天气作业是局部的,使用催化剂是微量的,作业时间和影响范围是有限的。相关科学研究都表明,人工影响天气作业对生态环境和人类健康不会产生负面影响。
目录
概述
简史
工作原理
主要方法
应用领域
作业方式
工具
作业流程
作业时机
要点
相关误区
社会评价
参考资料