如何成功求得一场雨

有意义的名字2022-09-26  21

如何成功求得一场雨

天气,今天(26日)“重庆20区县下雨”上了热搜。这是一件值得高兴的事情,因为重庆人期待这场雨太久了。重庆这次降雨是因为人工降雨。很多人都很困惑。那么,为什么其他地方要用人工降雨来缓解旱情呢?下面我们来看看如何成功下一场雨,以及人工增雨的难点。

如何成功获得一场雨

人工增雨

今年夏季以来,我国大部分地区持续高温少雨,气象干旱持续发展,多地出现中度甚至重度气象干旱。为支援旱区抗旱,中国气象局紧急调派新舟60三架高性能飞机分赴重庆、河南、湖北适时开展人工增雨作业。

通过下面的问答,让我们了解一下人工增雨:

Q1:八月份以来,气象部门实施了多少次人工影响天气作业?

2022年8月1日至8月25日,全国实施人工增雨作业91架次,累计飞行时间260小时;组织了11000次地面阴影行动,发射了116000枚高射炮弹,25000枚火箭弹,燃烧了0200条地面火焰条。

Q2:中国气象局在人工增雨抗旱方面做了哪些部署和协调?

今年6月以来,我国长江流域多地持续高温少雨,导致旱情迅速发展。各级气象部门领导高度重视。一方面,他们多次组织召开干旱地区工况专题会议,制作发布工况预报、监测和指导产品,并对工作效果进行评估;另一方面,协调甘肃、陕西两省国机支援附近旱区作业,协调驻省(区)气象局国机调机支援抗旱作业;协调军民航管制部门实施平面调整计划和空域;派技术骨干到现场指导操作等。

8月17日,国家飞机B-3726从内蒙古自治区(呼和浩特白塔机场)转场至湖北省(襄阳刘集机场),开展抗旱增雨服务。截至24日,飞机已经进行了6次增雨作业。

8月23日下午,国家飞机B-651N从甘肃省(兰州中川机场)转场至重庆(江北机场),开展人工增雨抗旱服务;飞机已经进行了两次增雨作业,第三次即将起飞。

B-3435新舟60国家增雨飞机于8月25日从辽宁省(沈阳桃仙机场)调往河南省(南阳机场),提供抗旱增雨服务。目前也已经飞了一个航班。

8月25日,中国气象局人工影响天气中心联合四川省气象局、AVIC无人机公司、腾盾无人机公司,抓住有利作业时机,调用两架大型无人机在四川北部和东南部实施人工增雨作业。

人工降雨

Q3:人工增雨飞机对旱区有什么帮助作用?

这次的高性能人工增雨飞机将配合当地现有的地面火箭和高射炮,国家和省里相互配合,空针对不同的云层进行精准作业,有望达到预期的效果。目前空的作战力量,国家和省联合指挥作战都已准备就绪。后期将根据天气系统和作业情况,合力帮助旱区抗旱。

Q4:新舟60的高性能飞机装备了哪些“秘密武器”?

赶赴干旱地区的新舟60国家人工增雨飞机,是我国通过人工飞机项目自行设计改装的人工飞机。具有升限高(最大升限约7620米)、航程远(最大航程约2600公里)、催化剂载荷大等特点。能够针对不同目的、不同性质的降水云系实现科学、准确的运行。

飞机上装备了各种先进的“秘密武器”:一整套云物理探测系统,可以实时获取运行状况;用于实时指挥的任务机综合系统,可以根据观测为机载工作数字的快速决策提供依据;完整的空传输系统,可以保证地面指挥人员实时跟踪云端运行情况,远程指挥空内的探测和运行,跟踪指挥寻找最佳催化条件;针对不同的云况,可选用多种适合不同云况的催化剂,如火焰棒、火焰弹、液氮、吸湿粉等冷暖云催化剂。

Q5:旱区人工增雨的难点在哪里?

人工增雨不是想增加就增加的。其工作原理是催化不能产生降水或降水效率低的云来增加降水。不同的云降水机制对催化作业的要求不同,要达到精确作业需要很多步骤。先对天气过程和云结构(也称作业条件)进行预报和监测,然后在此基础上设计并给出正确的作业方案。之后会进行跟进和指挥,让手术在最佳时机进行。

在这个炎热的季节,像重庆这样地形复杂的南方干旱地区,很难进行人工增雨。由于可能存在非常复杂的对流云、地形云、局地积云、系统性层状云等,将面临冷云、暖云等不同的降水机制,这不仅需要精细的作业条件预测、准确的作业方案设计和高效的决策指挥能力,还需要多种高度适应的催化技术和作业设备。

Q6:未来几天旱区人工增雨条件如何?

预计27日08时至31日08时,河南、湖北等地有降水过程,具备人工增雨条件。但28日前重庆等旱区仍无明显降水条件。9月28日-1日,受南方冷/[k0/]气体与西南暖湿气流交汇形成的低空切变线系统影响,重庆将有一次明显降水过程。中国气象局人工影响天气中心和地方各级气象部门已做好一切准备,全力捕捉工作情况。一旦条件允许,他们将及时进行科学作业,争取尽快缓解或解除旱区旱情。

人工降雨方法:

人工降雨

催化冷云

自然云中冰晶的浓度有时是不够的。这时候就需要引入人工冰核来改变云的微观结构,促进冷云降水过程,增加降水量。这个过程叫做冷云催化。在冷云降水过程中,冰晶的浓度起着重要的作用。据相关资料显示,当冰晶浓度达到1 ~ 100个/L时,沉淀效率较高。在冷云催化中,云的温度条件非常重要。一般来说,当云顶温度很低时,冰核自然活化浓度很高,云中自然冰晶浓度高,自然降水过程进行得比较充分,人工增雨潜力比较小。相反,冰晶与水的饱和水汽压差较小,冰晶的生长速度相对较低,人工冰核的成冰能力大大降低,人工催化很难达到所需的冰晶浓度。因此,有资料表明,当云顶温度在-4 ~-10℃范围内时,效果较好,这个温度范围称为“催化温度窗口”。同时,冷云催化也会影响降雪的分布。这是因为冷云催化后,云中雪晶数量增加,过冷水滴减少,使得落下的雪晶不仅体积变小,而且很少带有冻滴。它们的下落速度比自然降雪的速度小得多。在气流的作用下,它们会进一步顺风下落,从而改变降雪量的分布。

暖云催化

在温度高于0℃的暖云中,降水主要是在云滴碰撞过程中产生的。水滴越大,接触和生长的速度就越快。计算表明,当云滴半径超过0.04mm时,可以迅速接触并成长为雨滴。在大云滴浓度不足的自然云中,播撒大量半径大于0.04毫米的水滴,可以促进降水过程。计算表明,每克水可以形成数百万个大云滴,催化10立方千米的云需要几吨水。如果在云中播撒一定大小的吸湿物质颗粒或溶液滴,它们能吸收云中的水分,迅速长成大云滴,这样所需催化剂的量不到水的十分之一。

除了播云,法国和苏联也有人尝试加热地面造成人工上升气流,试图在一定的气象条件下刺激或增加降水。美国有人设想用沥青或炭黑吸收太阳辐射,提高当地空气体的温度,促进云的发展来增加降水。国内有人研究过爆炸对降水的影响。这些人工增雨方法的研究仍处于探索阶段。

动力学催化

冷云催化在云中产生大量冰晶,释放的潜热会改变积云的宏观动力过程,增加降水。这是60年代人工增雨试验的一个进步。积云中上升气流的速度主要取决于云内外温差产生的浮力。发展中的积云中含有大量过冷水滴。当在这种云中播撒大量的成冰催化剂时,过冷水滴可以冻结释放潜热,水蒸气凝结在冰粒表面时也释放潜热。据估计,这两种潜热足以使云中局部温度升高0.5℃左右,从而使浮力增加,部分积云上升速度加快,云体扩大,寿命延长,导致进入云体的水总量增加,降水量增加。虽然动力催化用的催化剂和一般冷云催化用的催化剂是一样的,但侧重点不同,动力催化用的催化剂量必须大大增加,才能有效。积云动力催化在20世纪50年代首次尝试,但精心设计的积云动力催化实验直到1963年才开始。j·辛普森在美国佛罗里达州的随机实验表明,催化后积云云顶平均增加1.6公里,平均降雨量增加1.7倍。他指出,催化后云顶增加与大气层结密切相关(见大气静力稳定度)。其他国家和地区也进行过类似的实验,但结果不同。有人对全区的积云群进行了一次随机的动力催化实验,初步结果表明可以增加降雨量。

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