人工降水的原理

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人工降水的原理范文第1篇

关键词：改善；生态环境；初探

中图分类号：F323.22 文献标识码：A 文章编号：1003-6997（2012）24-0058-02

1 吉兰泰盐湖基本情况及区域生态环境问题

吉兰泰盐场是吉兰泰盐化集团核心企业，也是我国第一个在型机械化湖盐场。吉兰泰盐湖是以NaCl为主的固液相并存的石盐矿床，矿床主要分布于盐湖的东北部，矿床面积37.19 km2，探明的经济的可开采储量为

3 956.56×104 t，资源总量达9 186.61×104 t，是较大的盐湖矿床。自1990年以来，以盐湖资源为依托的吉兰泰盐化集团公司（原吉兰泰盐场），已成为一个年生产能力达1.0×106 t以上的大型机械化盐业公司，通过开发盐资源，建成了重要的盐化工业生产基地，为国民经济的发展作出了贡献。

近几年，吉兰泰盐湖资源在开采和生产加工过程中，由于自然界干旱气候的持续存在和人类活动（开发规模加大、过度伐采、放牧等）的影响，已强烈地改变着原有的天然资源及生态环境的平衡状态，产生了一系列制约盐湖资源可持续利用的环境问题，区域生态恶化趋势愈演愈烈。为确保盐湖资源可持续利用和吉兰泰盐化集团公司的可持续发展，吉兰泰盐化集团目前主要采取的是对盐湖人工补水的办法，逐步改善区域生态环境。传统的盐湖人工补水除提高地下卤水水位，增加卤水中的盐份，改善水质，延长盐湖资源利用寿命，还有发展无机盐工业，以及固定沙体，阻止流沙侵入，保护盐湖区生态环境的作用。

2 阿拉善盟的大气资源特征

2.1 阿拉善盟的气候环流特征

阿拉善盟位于亚洲大陆腹地，明显的夏季风带来的水汽，在贺兰山西侧经过一段时间聚集，使空气中有充足的水汽，相关条件成熟，即可成云致雨。经过对四十年气候及天气的动力学研究表明，每年4～9月，平均约有18次低空强水汽环流和27次中空强水汽环流形成。这些水汽的输送环流，与华东地区的水汽输送环流本质上是相同的。这种天气、气候特征，为人工增雨提供了前提条件。吉兰泰盐湖位于内蒙古阿拉善盟阿拉善左旗中部，气候特征与阿拉善盟2.7×105 km2的大区域相类似，具备人工增雨的气象条件。

2.2 阿盟的云物理特征

从1987年开始，经过12年对云物理结构的观测研究表明，阿拉善盟上空每年夏季出现面积达1.0×104 km2以上蔽光高层云约24次，云层厚度2 000～4 000 m，云内水汽含量约6～8 g/m3以上，零度层以上厚度超过1 000 m，冰晶浓度较低，凝结核数量较少。在雅布赖山区及贺兰山区，每年约有15次强雷暴天气出现，而出现雷暴天气的积雨云是载水量最多的云体，用地面火箭催化，增雨效果可达40 %。

2.3 阿拉善盟的荒漠植物生长期需水特征

阿拉善盟荒漠区内生长着多种旱生和超旱生植物，抗旱能力极强。如梭梭、白刺、霸王、红莎、沙篙、马莲等。这些植物在高温和缺水条件下保持休眠状态，一旦遇有少量降水，会立即脱离休眠状态，开始加速生长，即便是湿地皮雨，对荒漠植物生长都有作用。所以，在云层、温度和湿度处于降水临界值状态下，如果能够抓住有利时机，选择准确的作业部位作业，也能增加降水量。即使雨量较小，对牧草生长以及牧业生产均有实际作用。降雨对盐湖的水力补给，有面积大、水量均匀的特点，对提高盐湖水位直接有效。盐湖补给充足的水量，周边植被得以恢复，区域环境便会得到较大改善。

3 开发大气资源的基本原理

3.1 人工增雨的基本原理

云体是由很小的水滴或冰晶组成的，当空气中的水汽含量达到并超过饱和值后，水汽将在凝结核上面生成云滴。大气中有各种形式的降水，如雨、雪、霜、雹、冰粒、冰针、毛毛雨等，降水的形式和强度与生成这种降水物的云型有密切关联。大量的雨雪是从积雨云和高层云系统降下的，而稳定的层云往往只下毛毛雨和米雪。人工增雨是建立在云降水物理学基础上的一门应用科学，基本原理就是在云中撒入一些催化剂，破坏云的胶性稳定状态，以达到人工降水的目的。目前，所应用的人工降水主要有三种，即冷云催化、暖云催化和积云催化。

3.1.1 冷云人工降水的原理 在过冷云中启动降水产生的因子是水向冰转化的冰晶效应。冰晶效应迅速地使冰粒子长成可以发生重力碰并的大小而成长为降水粒子。因此，过冷云中，如果因为缺乏冰晶或冰晶甚少而不能降水或降水强度甚弱的话，可以人工地增加云内冰晶浓度以引发云层降水或增大其强度。

3.1.2 暖云人工降水的原理 暖云中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，然后这批大水滴靠重力碰并过程而迅速长大为雨滴。因此，在因为缺乏大水滴而不能降水或降水强度不大的云内，人工地引进大水滴或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。

3.1.3 积云的动力催化原理积云是由空气的垂直对流形成的云 积云的人工降水是在积云的上升部位撤播适量的人工成冰核，由于成冰核使自然条件下本来不会出现冰晶的云层中突然出现冰晶，放出相变潜热，此潜热使云内温度升高，云内外温差加大，云上升浮力加大，积云发展加快，水分累积也加大加快，因此就可使原来不会降水的积云降下水来，使本来可能有降水的积云降水量增加。

3.2 增加云内冰晶的方法

撤播冷冻物质以降低局部云体的温度，使冰核发生作用或促成云滴自生冻冰，干冰是常用的冷冻剂。干冰在1个大气压下表面温度低达-78 ℃，升华热为572.9 kJ/kg。干冰周围的空气被剧烈冷却，在-40 ℃等温面所包围的空间，云滴同质核化为冰晶，水汽同质核化为微小水滴，随后又同质核化为冰晶，所以干冰撒入云内后可以产生大量冰晶。

4 利用大气资源改善盐湖区域生态环境的初步效果

人工降水的原理范文第2篇

因为干冰是固态二氧化碳，当干冰被送上天空时，干冰吸热瞬间气化，在下降的过程中散热凝结，再吸热液化成小水珠，就实现了人工降雨。

人工降水，又称人工增雨，是指根据自然界降水形成的原理，人为补充某些形成降水的必要条件，促进云滴迅速凝结或碰并增大成雨滴，降落到地面的过程，其方法是使云层降水或增加降水量，以解除或缓解农田干旱、增加水库灌溉水量或供水能力，或增加发电水量等。中国最早的人工降雨试验是在1958年，吉林省这年夏季遭受到60年未遇的大旱，人工降雨获得了成功。

（来源：文章屋网 ）

人工降水的原理范文第3篇

关键词 DSC3型称重式降水传感器；工作原理；日常维护；故障诊断；观测数据；误差

中图分类号 P414.9+5；TP212 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）11-0183-02

DSC3型称重式降水传感器是实现降水自动化观测的智能传感器。2015年10月，熊岳国家基本观测站安装了DSC3型称重式降水传感器，经过1年的对比观测，通过对观测数据进行分析，总结出仪器误差原因，以及一些常见故障的诊断、处理方法，以有效地提高设备运行的可靠性和数据的可用率。

1 日常维护

每日定时清洁仪器，及时清除口沿外杂物；检查内筒内液面高度和供电情况。当内筒内的防冻液和蒸发抑制油过少时，应适量添加。及时清空内筒内液体或杂物，添加防冻液和蒸发抑制油。每周检查承水口水平、高度情况。每月检查防雷接地情况。维护前断开电源，拔下数据线。若出现降水量较大，应在降水间歇期及时排水。预计将有沙尘天气但无降水时，及时将桶口加盖[1-4]。

2 常见故障诊断

2.1 查看脉冲口工作是否正常

用笔记本电脑与设备的调试串口连接，发送fr 10000命令，脉冲口连接1个计数器或与自动站采集器雨量口连接，等待3～5 s，设备会从脉冲口输出10个计数显示到计数器或自动站终端软件上，且每输出1个计数有“啪嗒”声，为脉冲口正常工作；如果有“啪嗒”声，计算器和终端软件无显示值，要检查雨量线是否连接正确。

2.2 查看OPD工作是否正常

笔记本电脑与设备的调试串口连接，取下保护罩，用细铁丝或其他细小物使OPD圈的中心快速晃动，同时发送命令LS，若OPD记录次数增加，则说明OPD能够启动降水的发生；然后停止OPD圈的中心晃动，同时连续发送LS命令，若OPD记录次数无增长，说明工作正常。

2.3 查看温度传感器和称重式传感器工作是否正常

笔记本电脑与设备的调试串口连接，发送LS命令查看实时温度是否异常；查看实时重量与当前收集容器内的液体重量是否相符。当内筒液体已满，降水溢出使测得的质量不变，载荷元件受冲击损坏所测得的降水量总为“0”，也需要更好的、新的数据处理单元。

2.4 查看设备状态是否正常

笔记本电脑与设备的调试串口连接，波特率9600 N 8 1，发送DMPR命令可以查看设备状态信息化。根据数据质量控制标识查看设备状态，排除问题，要确保电压为9～15 V。

2.5 查看接地电阻是否正常

称重降水传感器基座的接地线应该接入观测场地网，当接地电阻>4 Ω，或接地线未连接或松动会出现无规律的降水值。接地线连接松动，也会造成降水量偏小、记录滞后现象发生。因此，观测员要经常检查防雷接地情况。

2.6 查看内筒液面高度是否正常

应及时检查称重降水传感器内筒内液面高度。当液面高度达到最大测量范围，会造成测量数据失真，应及时排掉内筒的液体，添加一定量的防冻液，防冻液一般是将乙烯乙二醇和甲醇按比例配制。

3 设备挂接与异常数据处理

3.1 设备挂接

设备称重式降水传感器全年与地面综合观测业务软件挂接。根据辽宁省业务规定从11月1日至次年4月30日降水观测记录以称重式降水传感器数据为准；5月1日至10月31日期间翻斗式雨量传感器与地面综合观测业务软件挂接，降水观测记录以翻斗式雨量传感器数据为准。

3.2 异常数据处理

（1）称重式降水传感器故障：结冰期用人工观测记录代替；非结冰期以翻斗雨量传感器记录为准，如翻斗雨量传感器出现故障时，以备份站翻斗雨量传感器记录代替[5-7]。需要在气簿-1备注栏备注，并在MDOS平台元数据备注栏登记，需要利用ASOM软件进行仪器故障申报登记工作。

（2）微量降水处理：人工雨量器观测到有微量降水，但称重式降水传感器未记录到降水，此时不需要人工干预。

（3）非降水量处理：无降水而记录到降水量值，应修改原始采集数据文件，删除相应降水量值，在备注栏注明，并在MDOS平台元数据备注栏登记[8]。

（4）滞后降水处理：当降水天气现象结束后自动站有降水记录时，判断是否为滞后降水。若是，则将滞后降水量累加在降水天气现象终止时间分钟降水量上，并修改原始数据文件相关内容；若为空翻或露、树叶等造成有降水记录，则删除该降水量，并修改原始数据文件相关内容。

（5）特殊情况处理：降水过程中，伴随有沙尘、树叶等杂物时，按正常降水记录处理；液态降水溢出或固态降水堆至口沿以上，或降水过程中取水，则该时段降水按缺测处理[9-11]。

4 数据及误差原因分析

对表1数据进行分析，得出称重式降水传感器观测和人工观测之间存在着差异。特别是冬季称重式降水传感器观测的固态降水和混合性降水与人工观测的降水量差异较大；出现液态降水两者观测值差异较小；伴有大风天气时，二者的差值又较大。

误差的原因主要有：一是2种观测方法不一致，安装的高度不一致，当外界无风、微风条件下，二者降水量值没有明显偏差，但风速较大时，二者降水量值有明显偏差；二是表1中存在少数称重式降水传感器观测值比人工观测值偏小的现象，这是由于称重式传感器观测值在计算过程中被滤掉，或者是仪器运行不稳定造成的；三是称重降水仪器在无降水时段也会出现自跳现象，这是仪器程序出现问题，需要厂家进行程序升级；四是仪器维护不当也是造成测量差值较大的主要因素。因此，做好称重式降水观测仪维护工作显得尤为重要。

5 参考文献

[1] 地面气象观测规范[M].北京：气象出版社，2003：11.

[2] 王建凯，赵志强，刘钧，等.地面气象观测自动化技术手册[M].北京：气象出版社，2014：8.

[3] 刘冬冬，王海龙，马晓璐.DSC1型称重式降水传感器工作原理及维护维修[J].山东气象，2014（3）：83-86.

[4] 吴章强.称重式降水传感器的日常维护与常见故障处理[J].现代农业科技，2015（24）：251.

[5] 周旭辉，李建宇，唐坤，等.DSC3称重式降水传感器日常维护及典型故障处理[J].气象水文海洋仪器，2016（2）：110-113.

[6] 包伟智，赵建凯，李博.DSC3型称重式降水观测仪的故障诊断方法[J].内蒙古气象，2015（2）：46-48.

[7] 祁晓龙.DSC3型称重式降水传感器的调试与维护[J].南方农业，2015（21）：228-229.

[8] O学珍，陈传宏，石瑞玲.称重式降水传感器使用、维护注意事项[J].科技创新与应用，2015（31）：300.

[9] 杨彦忠.浅议“DSH1型称重式降水传感器”[J].现代农业，2015（9）：106-107.

人工降水的原理范文第4篇

[关键词]人工影响天气；作用；技术；措施

中图分类号：P48；V321.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）46-0239-01

一、漠河县地理环境以及气象情况

漠河县位于大兴安岭北麓，黑龙江上游南岸，地理坐标位于东经121°07′～124°20′，北纬52°10′～53°33′，是中国纬度最高的县。东与塔河县接壤，西与内蒙古额尔古纳右旗交界，南与内蒙古额尔古纳左旗为邻，北与俄罗斯隔黑龙江相望。下辖四镇一乡和五个林场，总面积18367平方千米。境内聚集着汉、蒙、回、满、朝鲜、鄂温克、鄂伦春、锡伯、土家等11个民族。漠河资源丰富，黄金开采有百余年的历史，曾被慈禧定为“胭脂沟”。

漠河县是全国气温最低的县份，属于寒温带大陆性季风气候。冬季在极地大陆气团控制下，气候寒冷、干燥而漫长；夏季受副热带海洋气团的影响，降水集中，雨量充沛，气候湿热，日照时间长，适宜耐寒生作物生长，但易发生洪涝和低温冷害；春、秋两季，因冬夏季风交替，气候多变。春季多大风，降水偏少，物燥干旱，易发生森林火灾；秋季降温急剧，常有早霜和冻害发生。

漠河县年平均气温在-4.3℃ 。各月平均气温在0℃ 以下的月份长达8个月之久。气温年较差为49.3℃ 。历史最高气温：39.3℃ 出现在2010年6月 ；历史最低气温：-52℃ 出现在1969年。平均无霜期为86.2天。年平均降水量为460.8毫米，全年降水量70%以上集中在7月份。5～6月份为旱季，7～8月份为汛期。太阳辐射总量年平均为96～107千卡每平方厘米，日照时数为2377～2625小时。≥10℃的积温为1436～2062℃。漠河虽冷，但有其独特的气候魅力。每年夏至前后，白天很长，不到深夜12 点，天不会全黑，至凌晨两三点便露出晨光，所以人们称之为“不夜城”。冬季的气温平均在-40℃以下，极端最低气温曾达到过-52.3℃，有“北极城”之称。

二、人工影响天气的内涵

人工影响天气，又称人工控制天气，是指为了达到防止或是减少气象灾害，增雨水、消雾、防霜等目的，在适当的条件下通过利用科技技术对局部地区大气的化学、物理过程进行的人工影响的活动。其基本原理是利用云和物理学降水原理，采用向云中撒播催化剂的办法，从而使某些局部天气现象向着有利于人类生产生活的方向转变的一种科学措施。

三、人工影响天气在防御气象灾害中的重要作用

1.人工影响天气在防雹减灾中的作用

冰雹预报的关键是识别冰雹云。而冰雹云只是积雨云的一种，从20世纪60年代以来，人们利用飞机、气象雷达和无线电探空等手段，对冰雹云和雷雨云的结构和演变等物理特性，进行了大量的观测分析，并研究了冰雹和雨滴在云中生长的条件和物理过程，从而对冰雹云的特征有了一定程度的认识。

2.人工降雨在抗旱中的作用

人工增水与其它开源方式相比较是一项投资少、见效快、相对比较成熟的技术，特别是山区迎风坡地形云的催化作业，在干旱的季风性地区，水资源日益成为经济发展、人民生活水平提高的桎梏，因此根据该地区的生产和技术水平，在不影响经济发展的基础上，加强作业的能力，增加人工降雨量。而在温室地区，水资源丰富，但是极易发生水灾，因此雨季未来临之际就要做好防汛工作，把排水等工作做到细致。

3.对暴雨、大雾、暴风雪等天气的预防

加强科学技术以及科研的投入，在暴雨、大雾等气象灾害未扩大之时进行及时预告，提前做好各种防护措施。我国气象灾害分布广、各地区又有不同的特点，因此，要因地制宜进行防灾、减灾工作。

四、人工影响天气技术应用注意事项

1.多普勒天气雷达应用。雷达以多普勒效应为其基本的工作原理进行设计的，其在对降水的监测作用和降水量的定量估算等方面具有与其它气象雷达不同的优势。

2.云中液态水含量测量。目前微波辐射计探测技术比较成熟，运用于液态水含量的探测，其具有较好的连续性和可以进行较长的探测时间。微波辐射计探测技术的不足之处是没能获取大范围的信息，这是该技术在空间上的局限。

3.作业地点的选择是人工增雨作业的关键所在，因为作业地点的选择直接关系到受益点。作业受到云速、风速、作业点与受益点距离的制约，因此，作业地点要选择在受益点的上风向。另外，由于使用高炮或者火箭在发射完成后，其弹壳一般不会炸毁，完成爆炸后会因为重力作用落回地面，因此，就要考虑弹壳的落回是否会对人、房屋等建筑造成损害。

五、加强人工影响天气的措施

1.增强防灾、减灾意识

要增强防灾、减灾意识，各级领导要重视抗灾工作，每逢山洪、冰雹多发生的季节要提前组织人手，保证各种设施齐全，人力、物力等进行多方面的投入，给群众发安全手册、对农民进行科学技术、防汛防寒等知识讲座，做到防患于未然，最大程度减轻气象灾害等对人民日常生活等的影响。

2.加强科学技术的研究

人工影响天气作为防灾、减灾的手段有着重要的作用。这种人工影响天气的科学技术仍然处在胚胎阶段，缺乏一定的成熟性，因此还需要在以后的科学发展中不断地加以研究、改造，加强人工影响作为科学研究的投入，使灾难减轻到最小化，同时也要加强技术的有效实施，提高效果。利用已有的设备和技术，进一步研究其潜力，加强高炮、飞机、火箭等的作业能力，时刻增强创新意识，在研究现实的基础上，推出经济投入更小、效益更高的产品。

3.因地制宜，突出重点项目

在干旱的季风性地区，水资源日益成为经济发展、人民生活水平提高的桎梏，因此根据该地区的生产和技术水平，在不影响经济发展的基础上，加强作业的能力，增加人工降雨量。而在温室地区，水资源丰富，但是极易发生水灾，因此雨季未来临之际就要做好防汛工作，把排水等工作做到细致。

4.健全各种法律法规以及各种规章制度

健全各种规章制度，是确保各种科技措施正常运行的前提，对于相关的作业点等也要进行实地考察，务必保证其科学性、安全性。同时，做好安全防患体系，制定人员分布以及紧急突况时相应的对策，对员工进行严格的岗前培训，严格操作，安全、有效的开展技术活动。

人工降水的原理范文第5篇

人工降雨的氧化物的化学式是CO2，干冰是二氧化碳的固体，人工降雨是指根据自然界降水形成的原理，人为补充某些形成降水的必要条件，促进云滴迅速凝结或碰并增大成雨滴，降落到地面的过程。

氧化物属于化合物（当然也一定是纯净物）。其组成中只含两种元素，其中一种一定为氧元素，另一种若为金属元素，则称为金属氧化物。

（来源：文章屋网 ）