是不是雨会积累不同的雨到一定量才会下,而且一下就会把积累不同的雨的雨量几乎全部下完?为什么


  • 降雨量单位是:毫米或升/平方米鋶水量应该是径流量年平均降雨量为1200―1500,即年平均径流量(包括地面与地下)也是1200―1500毫米/平方米,总径流量就需要有总面积才知道.


  • 密度的计算應该注意注意事项: (1)单位体积的某种物质的质量,叫做这种物质的“密度”.密度是物质质量m与其体积V的比值,定义式为  ρ=m/V   根据定义,在SIΦ,单位是千


  • 密度在国际单位制中的主单位是“千克/立方米”例如:铁的密度是7.8×10^3千克/立方米=7.8克/立方厘米这个问题可以利用单位换算中的基本方法来解决,那就是分子里的单位变


  • 在物理学中,把某种物质单位体积的质量叫做这种物质的密度.1、某种物质的质量和其体积的比徝,即单位体积的某种物质的质量,叫作这种物质密度.符号ρ.国际主单位为单位 为千克


  • 核酸有2种:RNA和DNARNA由碱基(A腺嘌呤,G鸟嘌呤,C胞嘧啶,U尿嘧啶)磷酸,核糖組成DNA由碱基(A腺嘌呤,G鸟嘌呤,C胞嘧啶,T胸腺嘧啶),磷酸,脱氧核糖组成功能是承载生物遗传信息,并


  • 此问题口语表达话较强建议你百度一下..正确率没有100%吔有个差不多的专业回答的.如果凭本人记忆口头说下,就是:电能→一能量的大小或多少,以电的形式表达.电功→通过电做功


  • 频率是次数/秒角速度是弧度/秒如果每秒转一圈,频率=1Hz,角速度=2π rad/s这里2π是就是弧度,即360度,即一圈但是通常书写时,角速度并不写弧度单位 rad,2π rad通常写作2π,角


  • 因为弧度單位“rad”是由角度=角度对应的弧长除以半径,其实是“@=L/R”,由此可知道角度的单位是“米/米”,也就是“1”(yi),所以物理上角度单位也可以省略鈈写.


  • 功是能转化的量度,做了多少功就有多少能量的转化,能量的单位是焦耳,功也是焦耳


  • 1焦耳=1牛顿米=1(千克*米 / 秒^2)*米=1千克*米^2 / 秒^2即 “焦聑”分解到用基本单位表示的话,是“千克*米^2 / 秒^2” .


  • 这个问题,我个人之前也有过考虑,后来是这样定下来的:市级下属的区,如果佛山市顺德区,这個区就用district来表示;**工业区,就用area或park来表示,整体就是**Industrial Area/


  • 是说孔子求学的艰辛不易.


  • 风餐露宿-----在大风里吃饭,露天睡觉.形容旅途或野外工作的辛苦.餐:吃飯;露:露水;宿:住宿;过夜.在野外的风雨中吃饭;在露天的环境中睡觉.亦作“餐风露宿”.


  • 风里吃饭,露天睡觉.形容旅途或野外工作的辛苦.


  • 风餐露宿说明生活过的不好 很辛酸.日夜兼程意思就是白天黑夜不分的在赶进程,也可以指工作 _____-我是活雷锋,为人民服务!亲的好评是我前进的動力!


  • 魁:为首的.作恶犯罪的头子.休养:何处保养;生息:人口繁殖.指在战争或社会大动荡之后,减轻人民负担,安定生活,恢复元气.


  • 发音zuì kuí huò shǒu释义罪:犯罪 魁:为首的;首:头目.作恶犯罪的头目,也指灾祸的主要原因.


  • 守望相助:为了对付来犯的敌人或意外的灾祸,邻近各村落互相警戒,互相援助.


  • 不特指,一般情况,就是不加zhe


  • 笑里藏刀 庞涓请孙膑出山,孙膑推辞不过,告别鬼谷子来到魏国.庞涓嫉妒孙膑的才能,但为得到《孙子兵法》,表面上笑脸相迎,派美女钟离秋照顾孙膑.钟离秋钟情于孙膑. 庞涓利用孙

小编:舒畅的老公_两学生打架致┅死 钱江晚报·小时新闻 记者 段罗君 昨天夜里到今天凌晨安吉、余杭迎来强降水,据浙'江省气象台截至08时近24小时我省有47个乡镇累计雨量超过50毫米(

舒畅的老公_两学生打架致一死

钱江晚报·小时新闻 记者 段罗君

昨天夜里到今天凌晨,安吉、余杭迎来强降水据浙'江省气象囼截至08时,近24小时我省有47个乡镇累计雨量超过50毫米(暴雨)13个乡镇超过100毫米(大暴雨),其中全省最大的安.吉天荒坪余村达272毫米(特大暴雨)沿海海面出现了大于8级以上的大风’。

为什么这次余杭、安吉的雨会下得那么大是“玲玲”带来的吗?

浙江省气象服务中心解釋超强台风“玲玲”携风带雨一路北上,安吉、余杭的强降水和台风外围偏东气流影响有一定关系,但还有其它天气系统的原因主偠原因是高空槽降水。

随着!高空槽过境今天杭州的降水逐渐缓·和下来了,受台风外围影响,今天的降水主要集中在舟山、宁波、嘉兴和绍兴一带。

舒畅的老公_两学生打架致一死

催化方式地形云静力催化、层状冷云静力催化、层状暖云人工增雨、积云静力催化、积云动力催化

5.2.1 地形云静力催化

贝吉龙(1949)在考虑对各类云进行有效的人工影响的可能性时,最早指出:正是由于相对固定的地形强迫作用使地形云的云滴温度、尺度、数浓度及其与冰晶浓度之比,可能满足人工催化增雨的最佳条件随后陆得恩(Ludlam)1955年认为:关键在于影响地形冷云过程进展的速率,即自然发展的云所含的冰核不充分冰晶核化作用迟缓戓核化速率太低。为了截留由地形抬升形成的云中过冷水不使其流失于山障背风侧。通过播撒人工冰核经活化产生冰晶,再通过贝吉龍效应实现冰-水转化赶在通过山脊之前产生降雪。

1、 黑箱型随机化试验

美国科罗拉多州立大学主持的在美国科罗拉多州中部落基山脉对哋形云进行的随机化人工播撒增加降水的试验被称为克莱马克斯(Climax)试验,包括ClimaxⅠ(1960~1965)和ClimaxⅡ(1965~1970)Climax试验是一个比较成功的地形云随机化播撒試验。其试验日由当地气象局预报的试验区内试验单元时间间隔为24h中、降水超过0.2544mm而确定播撒与否按一定程序随机决定,播撒与非播撒个唎数相等播撒方法为在位于上风方山谷中设置2~3个碘化银地面发生器,通过燃烧加有增溶剂碘化钠的碘化银丙酮溶液观测表明碘化银發生器产生了适当浓度的人工冰核,而且这些冰核确实被输送到目标云中

10个冬、春季(12月~3月)共积累不同的雨可供统计分析的样本547个(ClimaxⅠ251個,ClimaxⅡ296个统计分析中按气象分层检验法,对各类云降水量的差值显著性进行了检验其中气象条件包括:500hPa温度、700hPa假相当位温和700hPa风向风速。它们分别表征降水效率与云顶温度及播撒日降水与云顶温度的关系自然条件下的水汽凝结形成率和冰晶扩散增长率的关系,地形云播撒潜力与凝结水形成速率和有利风向与显著地形抬升及相应播撒潜力的关系分析得出在-20℃以下,实际降水、潜在的凝结降水和经冰水转囮所得降水基本一致;而高于-20℃时实际降水效率较低,但经播撒后的降水量与潜在的可降水量相符降水效率得以提高。

在满足试验的條件下都进行播云时大约可增加降水11%,而针对有利条件下进行播云时则可增加降水约17%。且分析表明在播撒日降水持续时间和降水强度嘚变化对总降水量变化的相对贡献中发现播撒的主要效果是使降水时间提前开始或向后延伸,使降水时段显著增长

Climax试验在人工影响天氣的历史上占有重要地位。它是少数在统计上具有显著性并在物理上获得一定解释的播云增雨成功的试验之一而且它标志着广泛进行地形云作业的开 .

国际上其他国家也做了大量的催化实验,如澳大利亚也由联邦科学和工业组织(CSIRO)主持的人工催化地形云计划,持续最久而且有一定成效。主要是作为黑箱型的随机播云试验也有少数在较大范围的目标区进行的非随机化的人工催化作业,它们均采用机载碘化银-丙酮溶液燃烟播撒方法加碘化钠作为增溶剂。

2 我国新疆冬、夏季地形云人工催化
1、北疆冬季地形云人工催化潜力

游来光等(1989)通過对新疆冬季降雪云的观测和分析发现降雪主要出现在地面冷锋后,存在锋上和锋下两个雪增长区锋面逆温下界即锋区下界高度约在2000m,相应的温度范围-15~-20℃高层有降雪云发展,即锋上云区为纯冰晶云结构,云带宽度20~40km由于受地形影响,其主体云带具有对流泡特征根据飞机和地面收集的雪晶形态分析推测,雪晶初生于-25~-30℃环境锋区高度有一干层,其中质粒浓度有明显起伏表现为上层下掉的幡帶。锋上雪带具有引晶作用其降水质粒在锋下云系中进一步增长。由于低层受地形影响云中上升气流较强,降雪主要在低层获得增长距地1500m以下的低层云,对降水的贡献超过70%而锋上云系的贡献不到30%。

2、新疆山区夏季人工增雨潜力

天山山脉对锋生和加强锋过程以及强迫抬升均具有明显的作用常形成山区带状降水。最近在玛纳斯河上游山区进行夏季人工催化试验结果表明在冷锋附近低压槽前进行催化莋业,人工增雨成功率较高对高层云、雨层云进行播撒,降水持续稳定效果比对积雨云明显。 夏季(6~8)在东天山南坡当出现中亚低槽时,日降水量大于5mm系统过境时叠加地形影响出现的层状云较厚,维持的时间较长若把催化作业点布置在2000m高度附近,可望明显增加降水量

3 黄河上游河曲地带地形云增雨作业

黄河上游处于多层多源水汽汇集地带,高空水汽主要来自孟加拉湾和印度洋低层水汽来自横斷山脉经川西向西侵入的低空东南暖湿气流,另外还有一股来自东部和北部的冷性水汽伴随大范围冷空气入侵他们相互叠加,造成该地帶多阴雨、多降水的天气特点

1、黄河上游河曲地带的地形云特征

河曲地带主要降水云状为Cb、Ns、As、Sc。云量、云水量、降水量、降水效率和雨日如表5-1层状云一般配合大尺度天气系统(高空槽、锋面和副高西侧急流)从孟加拉湾和印度洋北上高原,具有较充足的水汽造成大范围连阴雨降水天气;积状云分境外移入和局地生成两部分,后者出现频次最多(夏天每天都出现)日变化明显,常造成午后和夜间降沝地形积云为沿高大山峰或主体山脉的积状云,具有稳定的走向和出现时段易于跟踪其生消,并进行人工增雨催化作业

表5-1黄河上游河曲地带云和降水特征
2、黄河上游河曲地带人工增雨作业和效果检验方案

对达日气象站探空资料和雷达参数分析,黄河上游云层-20℃平均高喥为8100m0℃层高度为4780m,作为人工催化播云窗处在飞机飞行高度和高炮、火箭射程内。4~6月上旬采用飞机播撒AgI6月中旬到9月改用地面高炮、吙箭和地面燃烧炉组成的播撒网(共20个催化剂施放点)。设计了目标区和对比区采用历史回归统计检验方法,对催化效果进行统计检验把地面月平均降水量和上下游不同流量站的月平均流量作为检验参量。

我国北方不同地区所观察到的一些个例的分析结果表明北方层狀降水微物理过程基本符合贝吉龙提出的播撒云—供水云相互作用导致系统性降水形成的总的机制。在此基础上我国科技工作者们初步建立了几种主要的降水系统的云场和云物理概念模型。

图5-1 我国北方几种主要降水系统的云场剖面与降水物理过程概念模型

(2)新疆冬季降膤系统:降水形成于冷锋锋后供水云是地面冷锋后受地形抬升增强的锋下层积云,催化云常是冷锋上的中、高空冷云带根据冷空气活動特征,把冷锋降水分为移行性冷锋、高空冷锋和低空冷锋三种类型;其降水物理过程和时间演变都有各自的特点(图5-2)

图5-2 新疆冬季降膤的三种类型

对陕西关中地区春季至夏初的降水个例分析,包括西路冷锋和锢囚锋两种类型西路冷锋影响下,关中地区的降水云主要是鋒上高层云丰水云区在高层云下部。在锢囚锋系统东路冷锋影响下锋下层积云是丰水云区,且其中云水向降水的自动转化常不充分茬锋上中、高空降水带作用下明显的提高了其中云水向降水的转化率。催化云也常是锋上中、高空的冷云降水带分别见图5-3和图5-4。

图5-3 陕西錮囚锋水平云场(右)及日降水量分布(左)

图5-4 河套锢囚锋云系降水期间西安站的探空时间剖面

吉林中部地区的春季降水常在气旋冷锋锋湔的暖区形成有时与自胶东半岛向北延伸的低空急流相关,供水云为暖区中发展的积云性层积云催化云为与高空冷锋或冷涌对应的中、高空云带。

华北锢囚锋(回流天气)供水云为锋下回流层积云或锋上高层云下部,催化云为锋上中、高空云带

黑龙江省大兴安岭东側,5、6月份的一些降水个例表明暖锋前地形增强,的锋下层积云起供水云作用催化云为锋上中、高层冷云带。

上述各地区的降水过程嘟受各地关键性地形影响如天山、秦岭、太行山、大兴安岭等。

1983年胡志晋等根据数值模拟发现人工增雨的水分来源不完全出自冰水转囮,而且可来自冰-汽转化他们提出,虽然云中过冷水含量大是人工催化的有利条件但过冷水少的云仍有一些催化潜力。之后经过三維层状云模式的模拟,得出了层状云人工增雨新的概念模型:一般气柱中的水汽累计含量远大于云中的过冷液水量而且处在云的发展和維持阶段,通过上升气流输送的水汽可以补偿水汽凝华增长的消耗,进而保持人工增雨的潜力;人工播云催化后水汽补充凝华增长加仩过冷水冻结,合在一起释放的潜能使空气加热10-1K的量级,导致云中上升气流速度增大10-2~10-1m/s的量级促使催化云区内云和降水的进一步发展。而且云系下部暖云区的云水量也可以通过碰并增长进一步转化为降水。

以上结果也是中国气象科学研究院承担的“九五”国家重点科技攻关计划“农业气象灾害防御技术研究”项目第五专题“人工增雨农业减灾技术研究”的重大科技成果之一与国内外层状云探测和人笁增雨试验的资料比较一致。

层状云冷云催化技术指标(阐述、催化部位、催化剂种类和剂量)

根据上述概念模型以及数值模拟结果和实際作业经验提出了下列人工增雨条件:云和降水处于发展或持续阶段,云中有比较深厚的上升气流云较厚,其中过冷层较厚云底较低,云下蒸发较弱;云中有过冷水在较厚的层次内有较大的冰面过饱和水汽,冰晶浓度较低以下从宏观和微观角度加以阐述。

1、云降沝宏观特征识别

①预报或估测大于0.1mm/h的发展或持续雨区:采用数值天气预报、雨强监测、卫星云图反演和估测、雷达回波强度形态和移向移速等手段

②云顶、云底的高度、温度和过冷层厚度:采用雷达RHI、云况、地面湿度、探空、卫星云图反演、飞机探测等手段、并参考模式預报结果。③云中升速:采用多普勒雷达法向气流分布和回波形态特征等、并参考模式预报的升速水汽辐合区

2、云物理微观特征识别

①雲中冰面过饱和水汽区的估测:飞机观测云中某一层次有过冷水,可以看作是该层及其附近水汽接近水面饱和而存在较大冰面过饱和水汽嘚标志探空监测的(准)冰面过饱和水汽区(T-Td≤2℃)有重要参考价值(尤其是加密探空)。

②云中过冷水:机载FSSP测得质粒浓度(特别是

③冰晶浓度:机载2D-C测得质粒浓度小于阈值(如20/L)时说明自然冰晶较少,有利于人工增雨可用一般催化剂量,当浓度大于阈值时催化剂量需加大并应注意降水下落蒸发的条件。

符合催化条件的人工增雨潜力区的最终识别必须依据飞机的云物理直接监测。根据长时间人笁增雨催化作业的总结得到以下判据:当FSSP所测云质粒浓度大于20/cm3和2D-C所测冰质粒浓度小于20/L时,为最佳催化潜力区可用一般催化剂量(见表5-2);否则为较佳催化潜力区,应将催化剂量加大1~4倍


表5-2 不同催化剂成核率及其播撒剂量

由上述判据可实时了解人工增雨潜力区的分布,便于指挥飞机到有利区域进行催化从数次外场探测实例综合,催化潜力区一般只占云区面积的1/2左右具体的识别判据可因季节、地区以忣监测装备而异,但总体可概括为以下几方面:

催化部位:理论分析和数值模拟表明在层状云中催化的高度宜高些,以使人工冰晶能充汾利用整个云层的增长条件从而提高了增雨效率。在-15℃附近云区凝华增长快,聚并作用加强对冰雪晶增长有利。而温度高于-5℃区特别是高于-3℃区,除对流强升速区外引晶增雨效果差,有的催化剂在无过冷水区甚至不能核化成冰晶原则上应选择云中温度最低的过冷水区播撒。催化剂和剂量:常用的催化剂有致冷剂(干冰、液氮等)人工冰核(碘化银焰剂和燃烧碘化银丙酮溶液)。各种催化剂在鈈同温度下的成冰率和达到20/L人工冰晶数浓度的剂量如(表5-2)所示致冷剂的成冰率基本不受温度、水汽和过冷水含量的影响,在目前层状雲人工增雨中应为首选我国研制的碘化银焰剂的成核率较高,可以在-7℃以下水面饱和条件下使用这些成果已在全国人工影响天气业务單位广泛应用。

层状云催化的动力效应(奥维利、西班牙实验、张胜昔等结果概述)

总的结论是:若不计所有凝成物的负荷则峰值范围內的平均动能可增加100%;若仅不计降水负荷,则相应动能增加50%;而在云体初期发展阶段不计云内的冻结潜热作用则相应的动能减少15%;而且降水产生的时间和落出的轨迹对风暴强度有强烈的调制效应。

其一是人工催化效应播云使受催化的单体的降水提前6min,其后云系发展受到減弱播云使云系的演变延迟,出现了新的循环过程有关动力催化的假设及其相关事件链并未出现。

其二是潜热和负荷各自的云动力效應在有活力的模式云中,通过碰冻和蒸凝过程间接冻结作用产生的潜热释放比云中液水含量的直接冰晶化要显著,负荷效应抑制上升運动使降水提前到达地面,从而延迟了云的演变

其三是冷云催化产生的潜热和负荷各自的效应。播云后2~5min发现上升运动较强主要起洇于碰冻和蒸凝的间接冻结潜热迅速释放,在美国高原试验的探测中碰冻主要出现在播云后8min相应的冻结潜热释放可升温约1℃,垂直速度增加2.5m/s由于降水提早形成引起的负荷的重新分布效应,使云单体之间的相互作用产生明显的变化他们对云的增长和降水总量的影响都是佷关键的。

动增强也能加速云的生命历程影响降水的再分布以及增加降水

另外,张胜昔等也对层状云催化的动力效应进行了一定的探讨分析了播撒前后云中冰雪晶粒子浓度以及过冷水的垂直演变,得到了与Orville相似的结论苏联在对非对流云的人工影响试验中也曾明确指出,若在云中较长时间引入成冰催化剂造成补充热源,在有利的条件下可能引起云中不稳定性的发展从而改变云厚、含水量和垂直气流,直接影响在其后催化时形成的降水能力

暖云有层状,也有积状暖积云一般具有较大的垂直厚度,较强的上升气流和较高的液态水含量在这类云中碰并过程是形成降水的主要机制。与暖层云相比它形成降水的时间短,雨滴大这主要是由于暖积云内上升气流旺盛,外界水分能大量输入云滴能很快增大,较短时间内就会出现一定数量的大云滴足以引起碰并增长。

大量观测事实表明大陆性暖积云佷难产生降水,降水几率不高;而海洋性暖积云则易产生降水降水几率很大。这是由于大陆性暖积云的滴谱很窄云滴大小较均匀,微結构处于胶性稳定状态碰并过程进行得很慢。而海洋性暖积云的滴谱较宽云体内含有较多的大水滴,能够产生碰并过程故容易产生降水。可见大水滴的存在是暖云降水的关键。由于暖云降水的形成过程是先由凝结和湍流碰并等过程在云内产生一批较大的水滴然后這批大水滴靠重力碰并过程而迅速长大为雨滴。因此在缺乏大水滴而不能降水或降水强度不大的云内,按内容分段、分行显示:

暖云有层狀,也有积状暖积云一般具有较大的垂直厚度,较强的上升气流和较高的液态水含量在这类云中碰并过程是形成降水的主要机制。与暖层云相比它形成降水的时间短,雨滴大这主要是由于暖积云内上升气流旺盛,外界水分能大量输入云滴能很快增大,较短时间内僦会出现一定数量的大云滴足以引起碰并增长。

大陆性暖积云很难产生降水而海洋性暖积云则易产生降水,由于大陆性暖积云的滴谱佷窄云滴大小较均匀,微结构处于胶性稳定状态碰并过程进行得很慢。而海洋性暖积云的滴谱较宽云体内含有较多的大水滴,能够產生碰并过程故容易产生降水。大水滴的存在是暖云降水的关键

人工地引进大水滴或者可以产生大水滴的物质就可以诱发降水或增大降水的强度。

利用吸湿性物质催化暖云降水在国内外都做过不少试验通常采用的是食盐。我国安徽、湖南、上海等地均做过此类试验效果明显。食盐具有很强的吸湿性可溶于水。将盐粒引入云中后开始它吸收水汽形成盐溶液滴,其表面饱和水汽压低于纯水滴的表面飽和水汽压在相对湿度大于78%的情况下,就由凝结作用迅速成长并通过碰并过程进一步长大成雨滴。

对于某一自然情况确定的具体催化對象来讲肯定存在一种最适合的盐粒大小、浓度、催化部位及催化时间,按照这个最佳方案进行催化可以得到最好的效果。但这个问題定量的计算很少所需资料不充分,理论上尚未解决技术上也有一定困难。1960年广东、湖南用盐粉催化暖积云试验中发现从云顶播撒夶颗粒(半径大于100微米)、大剂量(10kg/km)盐粉,效果十分显著,利用吸湿性物质催化暖云降水在国内外都做过不少试验通常采用的是食.

在云体产生降沝以前,云体内部总是处于胶性稳定状态:云滴具有被降水质粒扫掠的潜在可能性这种过程之所以很少出现,原因在于通过云滴碰并增長的大滴在数量上不足在暖云的自然降水过程中,大约要106个云滴才能增长变成一个雨滴这就是说大约每立方米需要有200个这样的雨滴。為了在暖云中增进雨量可以在云底以上的上升气流区中引入接近于上述数密度的大滴,这些水滴具有一定的上升机会可在整个上升和丅落的路径上兼并云滴。开始时这些水滴的尺度必须达到足以处于有利的增长状态,但是也不能太大以免在进入云中后很快就落出云外。如果采用大滴播云那就需要较多的水量,以使播撒的大滴的数密度合适一个兼顾两方面的适于播撒的水滴,其尺寸范围大概是20~30微米人们曾采用飞机在云底飞行喷射水滴的方法,进行了一些试验,企图依靠扩散作用把水滴散布到整个上升气流区中去这些试验表明囿时可以增进一定数量的降水,但还不能做出明确的结论

另一种方法是把盐质粒播撒到云底附近,以便提供形成云滴所必须的核通常夶一些的盐质粒对形成云滴比较有利,因为当它形成溶液滴后可以具有比较大的临界半径。大的盐质粒(可能是海盐)其自然背景浓度约每竝方米100个

已有的试验表明,云和降水是可以人工影响的但对增水作业应选择的时机、云的部位、催化剂的剂量等等问题都还提不出明確的答案。

暖云播撒试验—印度(阶段、试验设计、播云方法、结论)

随机化暖云播撒试验在印度开展有多年第一期(Exp-Ⅰ)1957~1966年夏季季風期在印度西北部地区德里附近进行的播云试验,统计分析结果表明在播云日平均增雨约20%,显著水平低于0.5%为了证实Exp-Ⅰ的统计结果,并進一步获取暖云人工催化的物理证据具有随机化设计并进行云物理测量的“暖云人工影响实验”(WCME),在印度中西部高原、孟买东侧的馬哈拉什特拉省组织实施夏季季风期(6~9月)经历了11个年头(1973~1974,19761979~1986),并把它称为第二期试验(Exp-Ⅱ)

试验区垂直于偏西的季风气鋶,划分为南北两区中间设有过渡区(缓冲区以避免可能的交叉污染),每区面积1600km2共4800km2,播云催化按交叉设计每次按随机方式决定在┅区播撒,另一区作为控制同时获取南北两区的云物理和降水资料。

播云飞机为DC-3型装有云物理探测仪器。探测项目包括核(爱根核、雲凝结核和巨核)、云滴尺度谱、含水量(云水、雨水)、垂直气流速度、常规气象要素和大气电学参量当预报低云量≥3/8,从地面至3km西風风速不超过10.3m/s低层(700hPa以下)相对湿度>75%以及天气条件有利于形成低云时,则选作可播日

播云漏斗装在机身近尾部下端,配以流量计并與固定在机身上播撒导管相接漏斗末端开有可调节槽孔,通过标定的机械阀门操作漏斗容量每次为150kg催化剂,在漏斗底的槽孔上方装配囿转速300rpm的搅拌器促使催化剂自由流出催化剂以研磨的细盐粉和滑石粉按10:1的比例混合。

根据Exp-Ⅱ区域内的32个雨量站的历史资料进行数值模擬播云试验认为,通过播撒盐粉增加20%降水可以在5年试验期中以83%的检出率检测得出。目标云中观测到较高的巨盐核浓度、大尺度云滴(d>40μm)浓度中值体积直径、含水量、垂直速度均有增大。这些对支持吸湿性质粒播云加强云中碰并过程提供了物理证据。巨盐核播入发展嘚云中这些质粒将使云滴谱产生一个大滴端的拖尾,在有利的环境中此大滴尾能迅速增长至降水尺度。关键的有利条件是云的垂直厚喥>1km和云中含水量>0.5g/m3

积云发展至0℃以上,出现冰晶其降水的发展主要通过冰晶过程。云中冰晶核化层次的温度有明显的不同冷底积雲,其云底温度小于10℃云滴谱较窄,常在-9~-12℃高度出现冰晶(Krauss等1987),冰晶形态主要是六角平板、枝晶状冰晶浓度较小,通过水汽扩散凝华增长随后凇附成霰(IGR);暖底积云,其云底温度大于10℃云中碰并比较活跃,滴谱较宽且在-5~-8℃区域产生冰晶繁生机制(H-M过程),冰晶形态主要是大的冻滴、柱状和柱帽状晶通过碰并增长的毛毛雨滴冻结后,随后凇附成霰(CRG)后者通过冰相发展降水比冷底积雲要提前,并已为雷达回波开始出现的高度所证实显然这两种云对人工催化的反应,必然有所差异主要决定于当时云中起主要作用的降水机制。这也是许多人工增雨外场试验不能取得明确结论的主要原因之一。

1、以色列人工增雨试验

以色列冬季过冷大陆积云人工增雨試验分两个阶段:1961~1967年的11月翌年4月共经历6.5个雨季,此为第一阶段试验目的为增加太巴列湖库区部分受雨区的降水;1969~1975年的6个雨季为第②阶段,试验目的有三个:增加太巴列湖汇水区的降水;若播云线从海岸向东移动其最大播云效应区是否相应东移;具有云顶温度-15~-21℃嘚过冷冬季大陆积云,是否对静力催化表现出最有效

第一阶段统计设计采用随机交叉试验包括北区和中区两个试验区,在两区之间设过渡带以免窜渡污染。第二阶段统计设计采用固定目标/对比区按日历进行随机播撒而且分区与第一阶段有明显不同。两个阶段采用相同嘚播云技术和方法作业单元为24h。

以色列人工增雨试验历时15年共得到779个实验日,其中催化日425个催化指标规定为两区的云顶温度低于-5℃,云底高度不超过2km采用飞机沿云底长约20~25km一线播撒AgI-NaI,同时在迎风山坡放置地面碘化银发生器一同作业人工冰核在云内经

地形抬升800m,达箌目标区最高部位试验中进行的云物理观测包括:CCN谱、各高度云滴谱,云底以下和-15℃、-20℃高度冰核浓度观测云顶以下300~600m的冰晶浓度和形态取样和D≥250μm的大云滴连续取样。

分析表明:①云滴为窄谱分布暖云碰并过程效率甚低,即大陆性积云胶性稳定度较高也隐含云中降水形成主要是冰水转化过程,同时云中缺乏冰晶繁生机制;②冰晶与冰核在浓度之间存在明显的对应关系意指过冷云中缺乏形成降水嘚冰晶浓度;③雨滴平均浓度为0.14/m3,且>-12℃的云中明显不足显示自然过程不具备降水质粒增长所需的冰晶浓度。

上述分析和观测到的以色列積云顶高和温度特征(5500m和-20℃)为积云的静力催化提供了依据

统计结果表明:两阶段区域平均增加降水的百分比分别为15%和13%,统计显著度都通过0.01水平而且最大播云效应两阶段均出现在下风30km处。虽然以色列人工增雨试验的统计检验已获通过而且与部分物理检验有一定配合,泹实验本身尚缺乏针对性20世纪90年代中期受到国际一些科学家的质疑,Rangno和Hobbs发表长篇论文对以色列计划提出异议

从实测的以色列云系的微結构和对以色列播云的关键作业特征,进行再评价认为以色列-Ⅰ、Ⅱ对播云增雨均缺乏统计显著性.从1975年11月起止1997年,以色列在南区开展了“以色列-Ⅲ”人工增雨试验Nirel和Rosenfeld等截取1976~1990年的资料得出结论:相对增雨6%(α=0.02)。

由美国农垦局主持的美国高原试验(HIPLEX-Ⅰ)作为天空水计划组成蔀分中有效的增雨试验目的在于探索美国高原区暖季对流云,自然和人工影响降水过程的机制20世纪70年代中期在蒙大拿、德克萨斯州对洎然云经过3年的雷达和飞机探测研究,截止1977年底明确该地区暖季对流云降水以冰晶过程占主要地位,但许多这类云中冰晶浓度小于1/L,洏在-16℃处过冷水含量已达1g/m3。说明在小的积云中冰晶繁生相对不重要,因而冰晶化播云具有促进降水的可能性

试验确定具有以下特征嘚云定为具有可播性的云:小的孤立浓积云,云体直径限于2~8km厚2.5~4.5km,目视与周围积云有分隔云底温度约5℃,云顶温度

分三类试验云:A1表示弱至中度上升气流,顶温

云物理探测飞机空中国王(KingAir)和播云利尔喷气式飞机(Learjet)同时飞行在云顶播撒,催化剂为干冰干冰丸呈柱状(d=1.5cm,l=0.5~2.5cm)播撒率0.1kg/km冰晶生成率达1012~1013/g,与温度关系不密切随机决定对符合判据的目标云在播撒后,分别间隔2min5min,8min进行实时现场测定两机均装有探测儀器,主要有:粒子测量系统(PMS)5cm雷达SWR-75,J-W含水量仪、云滴、冰晶浓度探测器、露点仪、温度表和垂直气流探测器

美国北达科他大气资源局(NDARB)茬1987年计划中,对一次播撒浓积云的降水发展完整的循环过程进行了充分的观测并对该云进行数值模拟,模拟结果与现场观测值进行比较还把它与美国高原试验(HIPLEX-Ⅰ)的相似研究进行了比较,他们认为对类似的浓积云冷云静力催化是增加其总降水量的有效方法。用于云粅理探测和催化作业共3架飞机播云飞机装备有可测用于催化剂示踪的SF6释放率、温度、露点、气压高度和位置的仪器,前舱设有摄像机用鉯检测飞机风挡上的降水特征在云底播撒AgI和SF6。另两架飞机装备PMS探头云内温度传感器、微物理和热力学参量探头。其中一架飞机装备惯性导航系统(INS)据以反演云中三维风场。两架飞机均备有SF6分析仪可实时检测示踪元。10cm多普勒和双偏振雷达用于跟踪云系变化配以天气尺喥地面和高空气象资料,还进行每3h加密探空

1987年6月28日12时(当地夏季时间,LDT下同),云形成前约4h探空发现从地面至500hPa,可降水量高达3.1cm抬升指数-3.5℃;15时(LDT)云形成前约1h,可降水量2.2cm抬升指数0.1℃。飞机探测始于16时(LDT)在云底释放AgI和SF6始于16时20分(LDT),把这一时间取为t0播撒持续15min,即于t0+16min停止雲底厚实处高2.5km(MSL),相应的温度为6℃两架云物理飞机沿水平风切变轴穿飞云体,在垂直方向相距1km催化开始后低层飞机位于云底以上1km,两飞機随时间逐步爬升检测到在云的逆切变侧相对窄范围向上输送的SF6,通过云体向各高度弥散直至接近云顶约5km(MSL)温度为-11℃。 飞机探测结果说奣播云物质一旦到达相当低的温度即产生高浓度的初始冰晶,其中一些在22min内即可长大至降水尺度机载2D-C和2D-P的图像显示催化云通过霰过程發展降水。

模式结果在云体尺度和发展强度、云水结构和分布以及降水通过霰过程的发展方面与观测结果配合相当一致。

3、南非大陆積云催化试验

类似于美国高原试验,在1984~1987年的夏季在南非(Nelspruit)进行的大陆积云催化试验试验单元选择半孤立的多单体风暴,对其边缘新发展嘚云进行播撒3年间共考察160个风暴,有94个满足选择试验的判据:微物理图像分类、云底温度对500hPa潜在浮力之比并排除可通过碰并产生降水嘚云体。播撒与未播分别为42和52播云高度在-10℃层,其基本结果为冰晶在-8~-10℃开始形成冰晶主要出现在播云高度,由霰碰冻增长转化为降沝霰的来源主要是凇附晶而不是大的冻滴。由此说明播入催化剂可以影响积云降水

试验的关键在于能否用雷达客观地跟踪风暴,并以哏踪观测决定的时间起10min内属性的变化和变化率来分析。结果表明:播撒与未播相比较雷达测量的雨通量和风暴面积增长了4倍.作为证实性试验第三季的25个风暴,10个播撒15个未播。雷达检测除一例播撒与未播无明显变化外测定的所有属性都证实播云产生了明显的变化,但針对地面固定目标区的雨量分布情况并未做出明确的结论.

4、我国福建古田水库对流云增雨随机试验

福建古田水库地区的人工增雨试验从1975~1986年,历时12年由福建省气象局主持,南京大学、南京气象学院(现为南京信息工程大学)、中国气象科学研究院人工影响天气研究所等㈣家单位共同参与完成该试验采用固定目标区和对比区的随机回归试验方案。试验区面积为1400平方千米试验单元取3h时段。试验期间收集了地面雨量资料,大气冰核观测资料雷达回波资料,地面雨滴谱观测资料地面雨水银含量资料及数值模拟方法对人工增雨的效果进荇综合评价。

①人工降雨试验取得明显增雨效果给古田水库蓄水发电带来明显效益。利用区域雨量回归分析法分析人工降雨效益12年共進行244次随机试验,其中催化122次区域平均雨量回归分析结果表明在1400km2影响区内平均相对增雨24%,平均绝对增雨为1.21mm/3h共可增加降水2.2×108m3。由于人工催化使入库水量每年4~6月平均增加8.94×107m3。

②古田人工降雨试验采用固定目标区和对比区的随机回归试验方案在众多试验方案中该方案能較客观的定量估计出人工降雨效果。回归分析、双比分析、多元回归分析结果均表明古田水库人工降雨取得平均相对增雨20%左右(α

③物理汾析表明人工引入AgI后雨水中Ag+含量时空分布分析表明催化后相应的时间,落区里Ag+明显增多且与地面雨量区域分布、催化增雨关系密切雷達回波分析表明催化使云体(特别是积层混合云)回波强度,回波高度回波厚度增加。说明催化可能使云中成雨过程加强使云内中大滴数密度增大。雨滴谱分析表明催化使雨滴平均谱平均直径、均立方根直径、谱宽增大且雨滴空间浓度,特别是对降水贡献最大的中、夶滴有明显的增大这说明催化可能促进云中降雨粒子的发展和下落。

④数值模拟提出一个云底较暖、暖雨过程较强的云中通过冰相催化增加降雨的可能机制表明在云体发展的适当时刻,适当部位播入适量的人工冰核有可能促使冰相降水过程加强并提前导致地面降雨的增加。

积云静力催化—碰并过程(暖雨过程定义、机制)

自然暖云降水直接通过碰并增长机制和雨滴破碎繁生过程产生持续降水,我们紦这种降水机制称为暖雨过程其中形成降水胚的主要机制是云滴的碰并增长。人们早就开始人工影响自然云的碰并增长过程的尝试先後采用吸湿性凝结核,直接喷洒水滴或稀释的盐溶液滴以促进形成降水胚滴或直接引入降水胚滴。也曾设想改变云内电场以促进电碰並作用。

南非在1991~1996年5年期间选择中等尺度的多单体风暴,采用吸湿性焰弹进行随机催化对流云试验(NPRP)催化前云体均已出现雷达回波,且大多数已经降雨云底温度5~15℃,在云底附近释放吸湿性焰弹平均上升气流速度8~12m/s,在-10℃高度对催化云和控制云进行飞机云物理探測按目标跟踪软件每10分钟完成雷达体扫。

5年中共计测试127个风暴其中62个催化,65个未催化通过云微物理测量和随机试验统计计算证实,即较小和中等的多单体风暴经过在云底播撒吸湿性焰剂可增加降水催化处理的云中通过加速碰并过程,使具有较多过冷水的云体的降水效率提高并提前将云水转化为降水,使之不致过多地进入云砧部分而且在增加多单体风暴降水效率的同时,由加强降水引起风暴入流加强从而延长风暴的生命期,并导致活跃的新单体在受催化处理风暴的前缘进一步发展

具有详细微物理的轴对称非静力的冷对流云模式的数值模拟计算结果表明,吸湿性播云对增加大陆性积云的雨量很有成效而且由于其播云“时间窗”较长,也比较容易实施但对较強的海洋性滴谱的积云(云滴浓度约100/cm3),吸湿性催化对成雨过程无影响作用

影响云的动力过程,促进云体宏观发展形成更大的云体,能产苼更多的凝结物即使降水效率维持不变,由于云体大生命周期长,降水总量也会增加目前冷云的动力催化主要是通过过量播撒人工栤核(102~104/L),使过冷水滴全部冰晶化释放大量冻结潜热,使云上升得更高发展得更为旺盛。

云模式计算表明将云的温度增高0.5~1.0C,就可能引起云体明显的改变外场试验证明,为促进动力效应而催化对流云时的确出现云大幅度的增长。这种过程对含有大云滴的过冷水云最囿效因为大云滴可以有效地捕获冰核,而冰核帮助水滴快速冻结对于层状云,大气通常处于热力学稳定状态人工引起的微小的温度變化,对上升气流的改变很微弱通常只能引起很弱的嵌入对流。所以静力催化仍然是影响层状云降水最常用的方法。

下面是由伍德雷囷萨克斯(Woodley and Sax1976)所提出的积云动力催化一系列过程的假设:

(1)在积云中大约-10℃层加人碘化银,这个区域被认为有大量的过冷液态水

(2)这種催化导致水到冰的转变,随着冻结潜热的释放云体浮力增加。

(3)浮力引起上升气流加强并贯穿整个云直到云底。

(4)上升气流的加强使得进入云底的潮湿空气人流增加。

(5)潮湿空气人流的增加最终会导致更多的降水。

(6)适当的催化有可能引起相邻云的合並。

(7)合并的云系尺度增大引起总降水量的增加。

积云动力催化将云滴相变和积云的流场联系起来也将云的微物理过程和云的宏观動力过程联系起来,为人工影响云的发展提供了一个新的理论设想

1、美国得克萨斯动力催化试验

1987~1988年夏季作为西南合作计划(SWCP)的一部汾,在美国德克萨斯州西部面积26400km2中心位于斯特灵城,针对小的中尺度云团范围为r=25km的圆,其中心选择满足动力催化试验单体判据的目标單体试验结果表明:动力催化使单体的面积、持续期和雨体积都增加。同AgI焰弹处理的单体在其云底由雷达探测估算的雨体积是控制云模拟处理的2倍,其复随机排列检验所得的显著水平为3%播云对单体最大高度的增效,由雷达测定一般平均小于5%。从单体尺度扩展至较大呎度发现单体合并率在受催化的单体中是未催化单体的2倍,单体合并最明显的出现在单体发展早期下投焰弹≥9枚。

新的试验(1989~1990)按覀南合作计划(SWCP)在德克萨斯州的大斯普林(Big Spring)选择试验单元和单体的判据是:

①初始飞行采样,在穿飞区域内的单体含水量>0.5g/m3上升气鋶≥5m/s;

②在单元范围内开始处理时,无任何单体的顶升达10km以上(AGL);

③至少有一些目标单体云顶温度

④选择时在试验单元中心离雷达反射率≥50dBZ的积雨云体至少40km。

随机试验进行时在云顶附近(5.5~6.5km,顶温-8~-12℃)进行下投AgI焰弹(每弹20g的AgI)或模拟处理(不发射焰弹)播云时焰彈数1~10枚,约每秒发射1枚焰弹在云的中上部自由下落>1km。

1987~1990年全部的试验单体的样本为183个(90催化93控制)。播云产生的增雨效应为130%有关其他参数也表明催化效果明显,只有平均最大单体高度和雷达反射率例外

原先作为指导佛罗里达和德克萨斯试验的概念模式,将非催化雲发展分为5个阶段:①积云增长阶段②过冷雨阶段③云上部雨落出阶段,④下沉气流阶段⑤消散阶段;将催化云的发展分为6个阶段:①積云增长和过冷雨阶段②冰晶化阶段,③无负荷阶段④下沉气流和合并阶段,⑤成熟积雨云阶段⑥对流复合体阶段。

总结试验中获嘚的一些新的成果和认识新的概念模式与原先模式的主要差别在于动力催化无需催化单体最大高度产生明显增高,同样可以大量增加对鋶降水催化增加冰质粒,尤其是霰在云内较高部位滞留是新概念模式的重要特征它有助于解释播云效应向云内其他部位的传播,而且霰在云中的滞留造成下沉气流延迟出现,提供附加的时间使云塔增长当有风切变时,上升和下沉气流分离下沉气流不致阻断暖湿空氣入流,也减小了云塔的降水负荷其中的水质量被允许增长至更高的高度,可能发展为积雨云结构分离的下沉气流,可在系统的前方促进产生或增强阵风锋进一步导致较大的新单体再生,甚至形成云系循环传播

2、泰国积云动力催化试验

泰国的积云动力催化试验设计,类似于德克萨斯试验属于探索性试验。从1991年至1993年稍有改变主要针对探索性尝试中的一些具体特征作些调整。按单元作随机化处理茬单元内的所有适合的对流单体都进行相同的催化处理,即在催化情况下播撒AgI焰弹在控制情况下进行模拟催化。AgI焰弹采用美国产品EJ-20FA6型其核化速率较快(在前3min,90%的核活化)焰弹下投高度为21500ft(约6553米),正常的燃烧时间为50s在静止空气中可下落1.5km,但由于实际施放均在较强的上升氣流中故下落距离可能小一些。

3年间共取得14个满足条件的试验单元合151个满足条件的试验单体,其中催化87个控制64个。分析表明:催化具有正效应雷达显示的云体最大面积、持续时间、雨体积均有增加。但上述结果并未获得强烈的统计显著水平支持(未通过5%的显著水平檢验)

通过播云试验,发现泰国对流云中常出现大量的过冷水很适于通过人为播云干扰而增雨。但在夏季季风前和季风中对流云的特征有明显差异。夏季季风前

对流云云底较高,温度较低云中小云滴的浓度高,播云时冰晶化过程缓慢单体的垂直增长弱。此与Lamb等(1981)嘚预报相符夏季季风期间,云底低、温度较高云内含水量高,在-8℃可出现明显的雨滴播云时迅速产生冰晶化,有时出现爆发性垂直增长虽然这两种类型的对流云都可以通过动力催化增雨,但最大增雨潜力出现在夏季季风期间较暖的云底的对流云中

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