云降水物理和人工影響天氣的進展與思考研究

朱遼 李姝婷 李葉妮

摘要：云降水物理和人工影響天氣兩者有著密切關系，前者是后者的理論基礎，后者是前者的應用領域。近幾年，隨著人們對云降水物理和人工影響天氣內容研究的不斷深入，在該方面取得了一定成績，下面針對云降水物理和人工影響天氣研究取得的成績進行重點介紹，希望文中內容對相關工作人員的工作能夠有所幫助。

關鍵詞：云降水物理；人工影響天氣；冰晶；積云

我國在人工影響天氣方面的研究已經有一段時間，并且取得了一定的成績。近幾年，隨著環境的不斷惡化，我國面臨著許多自然災害，在我國比較常見的自然災害有洪水、干旱、臺風等，這不僅會對人們的生存環境造成破壞，而且會造成人員傷亡。為了減少各種自然災害造成的損失，我國加強了在人工影響天氣方面的研究，并且該項內容呈快速發展趨勢，經過一段時間的研究，研究取得的成果在預防自然災害和減輕災害方面都發揮出了不錯的作用。

1 粒子在云中的增長以及降水的產生

1.1 云滴增長

暖云降水的形成受云的起伏和湍流變化規律的影響，在宏觀條件下，會受到氣流場的影響，并且該影響因為氣流場自身情況的不同，也會存在較大差別。通過人們長時間的研究可以發現，濕度起伏、云滴濃度都會促使云滴變大。起伏場的相關時間是影響云滴逐漸增大的一項重要因素，而湍流加速長因為相關時間相對較短，因此，其對于雨滴的形成造成的影響很小[1]。通過對積云中云滴的增長情況進行詳細分析不難發現，在形成大云滴期間，能夠造成一定影響的就是半徑大小處于1.5-2.5μm 的巨核，巨核可以大幅度縮短大云滴的具體形成時間，但是，其在平衡態凝譜中起到的作用則十分有限。

1.2 冰晶增長

通過對冰面擴散云，以及對進行冰面過飽和度在不同溫度的環境下，冰晶的具體成長情況內容的研究，可以得到低冰面過飽和度情況下的具體定量結果，這在一定程度上起到了促進冰晶增長內容的研究，并且對并形成突變區域，以及低水面過飽和區域，冰晶的實際增長情況進行了重點明確，對日后各項內容的研究能夠起到一定的促進作用。

1.3 冰雹的產生

對冰雹的形成進行實例模擬可以發現，如果云層冰雹形成的區域范圍內，若存在凍滴雹胚和霰時，該區域內的存在的各項物質在運動過程中會與冷水反生碰撞，通過不斷的碰撞，冰雹將會不斷增長。由此可見，冰雹和雹胚的形成，以及形成后的增長都會受到云中過冷水的影響[2]。通過上述敘述，可以將冰雹的形成分為以下四個步驟：（1）冰晶。（2）過冷水。（3）雹胚。（4）冰雹。在冰雹的形成過程中，如果沒有過冷水的參與，最終也就不會形成冰雹，因此，也就不會產生冰雹天氣。

2 云和降水的形成

2.1 積云的形成

研究積云降水相關內容的研究不難發現，積云可以在較短時間內形成，積云經過十幾分鐘就會不斷變厚，厚度通常會超出人們的意料，甚至其厚度能夠達到數千米。當積云形成后，如果其達到一定強度后，將會有砧狀結構出現在積云的頂部，該結構出現主要在積云頂端，以及積云的而周圍，此時，將會產生相對穩定的下沉氣流。通過人們長時間的研究可以斷定，云層結構、相對濕度、云層底部溫度都會對積云的實際強度造成一定影響。在形成積云的初期階段，在云層的種下區域的氣流的上升速度最大，而隨著時間的不斷推移，最大的速度區域將會不斷向上移動，最終則會出現在云層上部區域。

2.2 混合云的形成

積層混合云也是一種比較常見的“云”，其是由嵌入狀態的層狀云和對流云構成的，其形成過程如下：對流云不斷擴大，該過程中會為周圍層狀云提供足夠的能量，以及水分，從而會致使層狀云不斷發展，并且在該過程中，上升氣流的速度可以保持一個相對平穩的狀態，與此同時，上升氣流的面積也會不斷擴大，形成積層混合云，該類型的運行在大氣中出現，可以形成降水[3]。通過研究不難發現，積云的形成的發展需要層狀云的支持，積云在降水過程中，層狀云會尾氣輸送大量的雨水和云水，而這一現象的存在，在一定程度對于積云降水的形成會起到一定的促進作用。

2.3 層狀云

層狀云中存在大量的冰晶離子，這一部分冰晶離子的增長主要是受水精華作用的影響。通過長時間的研究不難發現，云中水的凝華作用主要位于層狀云混合層中部，這主要是因為該區域冰面過飽和度相對來說比較高，為水滴不斷凝華提供了便利條件，而隨著暖層厚度的不斷增加，可以為水凝華提供一個更加有力的條件。綜上所述，暖層和混合層對于降雨強度會產生決定性的影響。

3人工影響天氣內容的具體分析

3.1 人工防冰雹內容的分析

3.1.1雷達的應用

在識別冰雹云過程中對雷達進行合理應用，在該過程中，主要針對雷達發出回波的形狀、強度、尺度各項特制內容進行統計，并且做好相應的分析工作，從而完成對冰雹的合理識別，通過雷達對冰雹進行識別，識別的準率了可以超過85%，并且隨著科技的不斷發展，準確率還會進一步提高，由此可見，雷達具有不錯的應有價值，應當對其進行應用，并且要做好相應的推廣。

3.1.2 冰雹云的類型

依據冰雹云強度的的不同，可以將冰雹云劃分成以下幾種不同的類型：強單體雹云、弱單體雹云、傳播雹云、多單體雹云。

3.1.3人工催化防雹

在采用人工方式進行催化防雹，應當將源區作為重點，這主要因為源區為冰雹的形成提供了條件。通過催化后，可以使源區內的冰晶數量快速變得，此時雹胚數量也會快速變大，這也就會縮小雹胚的直徑，最終轉化為冰雹的數量也就會更小，從而有效避免冰雹災害的發生，減小因為冰雹天氣造成損失。

3.2 人工增雨分析

3.2.1 暖云人工增雨

針對暖云進行人工贈雨，撒播鹽粉的顆粒大小，以及具體撒播的位置都會對降水效果造成一定影響[4]。人工增雨時，應當對云層含水量、具體厚度、云層生命時間等各項因素進行詳細分析，再制定符合情況的散播鹽粉方式。

3.2.1 人工增溫

積云的形成會受到許多因素的影響，通過人工增溫方式，可以影響積云形成過程中的宏觀動力。通過人工增溫方式對積云進行處理，積云的含水量、浮力、上升氣流等各項內容都會有所增加，這也就使積云的發展過程得到了進一步強化，并且，隨著人工增溫強度的變大，以及范圍的擴大，這對于積云的影響也將會進一步變大。

3.2.2 人工催化對降水造成的影響

形成人工冰晶后，其不僅會通過貝吉龍過程，使過冷水變為降雨，同時，對于部分過飽和水汽變成降雨還會起到一定的促進作用，水在凝華期間會釋放大量出大量的熱量，該熱量將會導致積云局部溫度不斷升高，這也就會形成降雨。液態CO2是一種比較常見的催化劑，在增雨過程中都其進行應用，通過人工方式，完成相應的引晶后，冰晶在云中的濃度，以及雨滴都會有所增加，而過冷水則會有所減少。人工引晶區域最大回波強度的變大，強回波區面積的擴大，會增加降水量。

4 結束語：

我國針對云降水物理和人工影響天氣內容進行了深入研究，這也就使人們對相關的內容有了一個更加深刻的認知，各項研究內容為從事相關工作的人員提供了知識支持。

參考文獻：

[1]陳帥.人工影響天氣在農業生產服務中的重要性及應用[J]. 北京農業，2016（03）：155-156.