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人工增雪
來源:互聯網

人工增雪是利用天空中已有的降雪條件,通過人工干預、催化,使原有的降(雪、水)變得更大。

天上的水汽要變成雨雪降下來必須具備兩個條件,一個是必須有一定的水汽飽和度(主要與溫度有關),另一個是必須有凝結核,在云層里噴撒一些微粒物質,促進雪晶很快地增長到能夠克服空氣的浮力降落下。現在常用碘化銀來人工增雪,碘化銀是一種黃顏色的化學結晶體,把碘化銀微粒撒在降水能力較差的云層里,使它“冒名”頂替雪晶,便能讓云中的水汽和小水滴在“冒名”的晶體上凝華結晶,變成雪花。

2023年12月11日,河北省氣象局組織在冀中南地區冀東地區開展飛機增雪作業3架次,飛行12小時16分鐘,燃燒機載煙條79根。

簡史

20世紀四十年代,有人在飛機上把干冰碎粒撒到溫度為-20℃的高積云頂部,發現雪從云層中降落下來。

在-78.5℃以下。把干冰晶體象天女散花似的噴撒在冷云里,每一顆二氧化碳晶體都成為一個劇冷中心,促使冷云里的水汽、小水滴和小雪晶很快地集結在它的周圍,凝華成較大的雪花降落下來。

20世紀60年代,就開始研究碘化銀催化劑對環境的影響。美國、西班牙澳大利亞等多個國家對碘化銀催化降水銀離子濃度的長期檢測結果表明,人工影響天氣作業產生的銀離子濃度低,對環境的影響遠低于世界衛生組織標準(飲用水中銀離子濃度不得超過50微克/升)。

中國人工增雨(雪)活動開始于1946年。中國自1958年開始有組織地開展人工影響天氣工作。人工影響天氣是指為避免或者減輕氣象災害、合理利用氣候資源,在適當條件下通過科技手段對局部大氣的物理過程進行人工影響,實現增雨雪、防冰雹、消雨、消霧、防霜等目的的活動。

2023年12月11日,河北省氣象局組織在冀中南地區、冀東地區開展飛機增雪作業3架次,飛行12小時16分鐘,燃燒機載煙條79根。

2023年11月10日夜間23:52時到11月11日凌晨00:55時,濟南市人影中心抓住有利的天氣形勢,先后在我市南部山區組織人工增雪作業2輪次,發射人工增雪火箭彈54枚。燃燒地面煙條9根。

工作原理

天上的水汽要變成雨雪降下來必須具備兩個條件,一個是必須有一定的水汽飽和度(主要與溫度有關),另一個是必須有凝結核。因此,人工增雪首先必須天空里有云,沒有云就下不了雪。能下雪的云,0℃以下的“冷云”,在冷云里,水汽凝結成小水滴,水汽凝華成小雪晶。因為兩者都較小較輕,倘若不存在繼續生長的條件,兩者只能像煙霧塵埃一樣懸浮在空中,難已落下。在云層里噴撒一些微粒物質,促進雪晶很快地增長到能夠克服空氣的浮力降落下來,形成降雪。

主要方法

現在常用碘化銀來人工增雪。碘化銀是一種黃顏色的化學結晶體,平時作為照相材料里的感光劑使用。碘化銀的晶體與雪晶的六角形單體尺寸非常相似,它們單體里的原子排列也十分近似,兩者的晶格間距也很接近(碘化銀是4.58埃,雪晶是4.52埃)。因此,把碘化銀微粒撒在降水能力較差的云層里,使它“冒名”頂替雪晶,便能讓云中的水汽和小水滴在“冒名”的晶體上凝華結晶,變成雪花。

應用領域

天氣領域。

作業方式

工具

人工增雪工具一般為發射火箭彈和燃燒碘化銀煙條。人工增雪的催化劑主要是碘化銀。其原理是將催化劑播撒到云中合適部位,增加云內冰晶濃度,進而引發云層降雪或增大其降雪強度。根據世界衛生組織標準和我國國家生活飲用水衛生標準,每升水中銀離子含量低于0.05毫克是安全的。

作業流程

在人工增雪過程中,要通過天氣預報和云預報提前確定適合增雪的云系,設計作業方案,準備好飛機、火箭等作業工具,再利用衛星、雷達等對云系進行跟蹤監測。當符合增雪條件時,申報作業空域,飛機升空、火箭發射,開展增雪作業。

作業時機

地面碘化銀發生器人工增雪作業關鍵為作業時段內作業點應處于大使館區,確保碘化銀冰核進入云內-5.0 ℃層以上參與核化。天氣圖的最大時間分辨率為3 h,多普勒雷達的時間分辨率為6 min,風廓線雷達的時間分辨率為5 min,單一利用某種氣象觀測資料較難科學有效地進行人工增雪作業,按照“先大后小”的原則。

要點

(1)人工播撒前需觀察作業點周圍回波發展情況,確保作業方位對應的火箭射程范圍內有一定強度回波。

(2)熟悉火箭彈在各發射仰角對應的催化劑播撒高度,確保催化播撒高度能夠達到預期位置。

(3)冬、春季張家口市層狀云降水云高較低,加之海拔較高,火箭作業宜采取最低仰角作業,地面碘化銀煙爐是對火箭作業的有效補充。

(4)部分區域仍存在雷達掃描盲區,需及時關注降水實況,結合其他觀測方式,對作業條件進行綜合判別。

相關誤區

“人工增雪”“人工降雨”是過時的說法,更為科學、準確的說法是把“降”改為“增”。人工增雪,是利用天空中已有的降雪條件,通過人工干預、催化,使原有的降水變得更大,是“錦上添花”;而人工增雪,似乎是“無中生有”去造雪,是不科學、不符合自然規律的。實際上,何時、何地、如何進行人工影響天氣作業,都有嚴格的標準和規范,如果缺乏相應條件,則無從談起。

社會評價

人工影響天氣作業是局部的,使用催化劑是微量的,作業時間和影響范圍是有限的。相關科學研究都表明,人工影響天氣作業對生態環境和人類健康不會產生負面影響。

參考資料 >

發射火箭彈251枚!河北多地開展人工增雪作業.河北新聞網.2023-12-11

華北瑞雪用了人工增雪手段.中國氣象局.2023-12-11

人工增雪.中國氣象局.2023-12-11

首雪降臨!濟南開展人工增雪作業!泉城白茫茫如童話世界.濟南日報.2023-12-11

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