對(duì)云降水物理和人工影響天氣的分析

摘要： 云降水物理研究與人工影響天氣具有緊密的聯(lián)系，云降水物理分析可以作為人工影響天氣的理論依據(jù)，而人工影響天氣屬于云降水物理研究的重要成果。基于此，本文首先從積云、層狀云、積層混合云等方面對(duì)云降水物理進(jìn)行了分析，其次從人工防雹以及人工降雨兩方面對(duì)人工影響天氣進(jìn)行了深刻研究，具有重要的理論意義與現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：云降水物理；人工影響天氣；人工降雨

中圖分類號(hào)： P426；P48 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A DOI編號(hào)： 10.14025/j.cnki.jlny.2018.12.067

近幾年，我國多數(shù)地區(qū)都發(fā)生了很多自然災(zāi)害，比如冰雹問題以及干旱問題等，對(duì)當(dāng)?shù)毓I(yè)、農(nóng)業(yè)以及林業(yè)等的發(fā)展造成了嚴(yán)重影響，給我國帶來了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。因此對(duì)相關(guān)部門而言，應(yīng)增加強(qiáng)對(duì)自然災(zāi)害的重視，對(duì)云降水進(jìn)行充分研究，根據(jù)研究結(jié)果合理應(yīng)用各種人工影響天氣的方法與技術(shù)，進(jìn)而對(duì)自然天氣進(jìn)行干預(yù)，減少自然災(zāi)害的發(fā)生。

1云降水物理分析

1.1積云

積云主要是由于不穩(wěn)定的空氣對(duì)流形成的，多數(shù)情況下都是在白天形成，并且它的形成速度較快，只需在幾分鐘內(nèi)就能縱向擴(kuò)展幾公里。當(dāng)積云擴(kuò)展到一定程度后，通常會(huì)產(chǎn)生一些異變情況，表現(xiàn)為一種砧狀云層結(jié)構(gòu)，同時(shí)，在積云的頂部或者是周圍會(huì)產(chǎn)生一定的下沉氣流，這些氣流比較穩(wěn)定。氣流會(huì)對(duì)積云產(chǎn)生重要影響。例如，如果氣流比較合適，積云里的旋風(fēng)水滴通常都會(huì)隨之進(jìn)行縱向運(yùn)動(dòng)或者是橫向運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而促進(jìn)了積云的發(fā)展。如果存在不合適的對(duì)流流場，就會(huì)增強(qiáng)氣流對(duì)懸浮液的作用，極可能導(dǎo)致積云裂解，進(jìn)而引發(fā)一場陣性降水。對(duì)于積云來說，其含水量的分布并不均勻，中部較多，在頂部以及底部比較少，在同一高度上，邊緣部位要比中心部位少。積雨云是積云的重要組成部分，其持續(xù)時(shí)間較長，并且可伸展的范圍也較大，在很多強(qiáng)烈天氣中都會(huì)看到積雨云的身影，例如大風(fēng)、冰雹以及暴雨等。

1.2層狀云

層狀云在水平方向上可以擴(kuò)展到數(shù)百公里，當(dāng)它較薄的時(shí)候，可能不會(huì)出現(xiàn)降水現(xiàn)象；當(dāng)它很厚的時(shí)候，可能引發(fā)大范圍降雨或者是大范圍降雪。層狀云的形成因素有很多，包括氣層輻合、積云平衍、亂流降溫、地形抬升以及鋒面抬升等，如果存在不穩(wěn)定的斜升空氣層，那么極可能出現(xiàn)積狀的對(duì)流云。

層狀云和積云存在很大的差別，從它們的基本形態(tài)上就可以對(duì)二者進(jìn)行有效區(qū)分。層狀云比較厚，并且面積小，而對(duì)于積云來說，比較薄，從表面上來看比較透明，但是它的覆蓋面積較大。如果對(duì)層狀云進(jìn)行細(xì)分，可以將其分為四類，分別是雨層云、高層云、卷層云以及卷云。如果出現(xiàn)了卷層云，那么意味著將會(huì)出現(xiàn)降水。

1.3積層混合云

積層混合云因?yàn)樗撕芏喾N云層，這些云層多數(shù)都是層狀云和對(duì)流云的結(jié)合體，因此被稱為積層混合云。層狀云不僅對(duì)積云具有重要作用，同時(shí)也會(huì)給流云帶來一定影響。流云的出現(xiàn)多數(shù)情況下都會(huì)產(chǎn)生一定的強(qiáng)降水，并且這些強(qiáng)降水的時(shí)間較長。在這個(gè)過程中，層狀云通常會(huì)為流云的存在與發(fā)展提供飽和的環(huán)境。另外，在層狀云發(fā)展過程中，也會(huì)產(chǎn)生大量上升氣流，在短時(shí)間內(nèi)會(huì)降低積層混合云的降水強(qiáng)度，但是會(huì)延長其降水的時(shí)間。由此可見，層狀云的出現(xiàn)，對(duì)積云與流云進(jìn)行了有效聯(lián)系，在一定程度上促進(jìn)了云降水的良性發(fā)展[1]。

2人工影響天氣分析

我國對(duì)云降水物理的研究起步比較晚。我國各地發(fā)生了很多干旱少雨的現(xiàn)象，導(dǎo)致河水?dāng)嗔鳎黾恿宋覈菰约傲衷鹊幕哪潭取Ｍ瑫r(shí)，因?yàn)榻邓a(chǎn)生的一些自然災(zāi)害，比如冰雹、雷暴等，對(duì)我國農(nóng)業(yè)以及工業(yè)等的發(fā)展都造成了嚴(yán)重危害。在這種情況下，我國增強(qiáng)了對(duì)云降水物理的重視，加強(qiáng)了研究力度，并在此基礎(chǔ)上通過人工的方式對(duì)自然天氣進(jìn)行了一定程度的干預(yù)，進(jìn)而出現(xiàn)了人工防雹以及人工降雨。

2.1人工防雹

現(xiàn)階段，對(duì)于天氣預(yù)報(bào)部門來說，通常是通過雷達(dá)對(duì)地區(qū)冰雹進(jìn)行監(jiān)測，并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果開展預(yù)報(bào)工作。對(duì)于雷達(dá)而言，可以利用電磁波對(duì)冰雹密度、冰雹范圍、冰雹大小以及冰雹形狀等進(jìn)行準(zhǔn)確判斷。在此基礎(chǔ)上，天氣預(yù)報(bào)部門會(huì)及時(shí)做好冰雹災(zāi)害預(yù)警工作，進(jìn)而降低冰雹給各個(gè)地區(qū)帶來的不利影響。通常來講，有四種云層可以產(chǎn)生冰雹，它們分別是強(qiáng)單體雹云、多單體雹云、傳播雹云以及弱單體雹云，這些雹云基本上都屬于積層混合云或者積云。根據(jù)云層命名，可以了解到不同雹云所帶來的冰雹具有不同特點(diǎn)。并且停留在云層的時(shí)間和冰雹的破壞性是成正比的，也就是說停留在云層的時(shí)間越長，冰雹的破壞性就會(huì)越大。所以在人工防雹過程中，多數(shù)情況下都是通過高炮轟擊方式進(jìn)行的，也就是通過高射炮對(duì)正在產(chǎn)生冰雹或者是將要產(chǎn)生冰雹的云層進(jìn)行轟擊。高炮在轟擊過程中，在爆炸的時(shí)候，會(huì)引起云層周圍氣流進(jìn)行大幅度的移動(dòng)，同時(shí)，由爆炸帶來的沖擊力也會(huì)轟碎云層中一些已經(jīng)形成的大塊冰晶，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)防雹的目的。另外，對(duì)于人工防雹來說，也會(huì)使用一些催化劑技術(shù)，通過適量催化劑對(duì)云層中冰晶的形成進(jìn)行影響，進(jìn)而對(duì)冰雹進(jìn)行有效預(yù)防。

2.2人工降雨

干旱問題嚴(yán)重阻礙了我國社會(huì)的發(fā)展，導(dǎo)致我國荒漠面積增加，對(duì)我國林業(yè)、工業(yè)、畜牧業(yè)以及農(nóng)業(yè)等都帶來了嚴(yán)重影響。人工降雨可以有效緩解這些問題。在人工降雨過程中，需要按照一定的順序，以確保人工降雨的實(shí)效性。首先，應(yīng)該有效評(píng)估云層降水潛力。人工降雨必須要花費(fèi)一些成本，如果通過相關(guān)措施開展了人工降雨工作，但是所取得的效果并不理想，造成的損失比較嚴(yán)重。所以在進(jìn)行人工降雨前，需要全面分析目標(biāo)云層，確保在進(jìn)行人工降雨后，降水量可以對(duì)干旱問題進(jìn)行有效緩解。對(duì)于云層來說，不僅應(yīng)該注重固態(tài)冰晶向液態(tài)水的轉(zhuǎn)化，同時(shí)也應(yīng)注重水蒸氣向液態(tài)水的轉(zhuǎn)化，對(duì)轉(zhuǎn)化效果進(jìn)行合理評(píng)估，進(jìn)而提升人工降雨的成功率。其次，開展正式的人工降雨工作。可以通過很多方式進(jìn)行人工降雨。現(xiàn)階段，我國多數(shù)情況下都是通過升溫降雨以及催化劑降雨等方式進(jìn)行人工降雨。通過上述對(duì)各種云層的分析，我們可以了解到，積層混合云與積云的降雨潛力比較大，當(dāng)云層儲(chǔ)水量符合人工降雨標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，相關(guān)部門就可以通過相關(guān)方式開展降雨工作。對(duì)于催化劑來說，種類比較豐富，但是其作用機(jī)理基本一致，都是讓冷云里的冰晶或者是暖云里的水滴互相凝結(jié)，增加它們的重量，在云層無法承載之后，就會(huì)形成降雨，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)人工降雨的目的。在利用相關(guān)措施進(jìn)行人工降雨之后，應(yīng)該全面評(píng)估人工降雨效果，對(duì)于不同地區(qū)或者是不同降水環(huán)境而言，所應(yīng)用的人工降雨方法也是不一樣的，所以應(yīng)該對(duì)各種情況、各種環(huán)境下的人工降雨效果、人工降雨方法等進(jìn)行歸納整理，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行詳細(xì)分析，這樣不僅可以增強(qiáng)人工降雨的實(shí)效性，也可以作為后續(xù)人工降雨工作的參考依據(jù)[2]。

3 結(jié)語

要想做好人工影響天氣工作，必須對(duì)云降水物理進(jìn)行有效研究，對(duì)積云、層狀云以及積層混合云等進(jìn)行有效了解，對(duì)各種人工影響天氣的方法與技術(shù)進(jìn)行完善，合理開展人工防雹以及人工降雨等工作，進(jìn)而減少自然災(zāi)害的發(fā)生，降低經(jīng)濟(jì)損失。

參考文獻(xiàn)

[1]洪延超，雷恒池.云降水物理和人工影響天氣研究進(jìn)展和思考[J].氣候與環(huán)境研究，2012，32（06）：951-967.

[2]畢夢(mèng)佳.云降水物理與人工影響天氣研究進(jìn)展和思考[J].科技信息，2017，（06）.

作者簡介：粟若云，本科學(xué)歷，助理工程師，研究方向：人影氣象。