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活水|人工影响天气——云端“活水”这样来

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自1958年我国启动人工影响天气试验以来 ， 把“空中水库”搬运到地面的梦想变成了现实 ， 并在防灾减灾、生态文明建设和重大活动保障等领域发挥着重要作用 。 六十多年来 ， 人工影响天气技术不断发展、能力不断提升 ， 作业手段日趋丰富 ， 人们的关注度也随之上升 。 如何实现人工增雨、我国空中水资源是否会枯竭、人工增雨（雪）会不会破坏天气系统和环境……
装备+催化剂的神奇效果
云中水如何变成地上一滴雨？需要具备三个基本条件：云中水汽丰富、凝结核充足、有气流上升运动 。 一般来说 ， 积雨云、浓积云和雨层云容易产生降水 ， 而晴天的积云和层积云不易产生降水 。 最有利于云滴增长为雨滴的 ， 是冰水共存的混合云 。
“化云为雨” ， 是否有加速手段？随着科技发展 ， 飞机、火箭、高炮、烟炉等“五花八门”的装备搭配上“风味”不同的催化剂 ， 让“化云为雨”在特定天气条件下成为可能 。 从专业术语出发 ， 这样的技术和行为被称为人工影响天气 。
现代人工影响天气的原理是基于自然云和降水的形成过程建立的 ， 且通过大量室内实验、数值模拟试验和外场科学试验验证 ， 具有坚实的科学基础 。
不过 ， 人工影响天气作业是有前提条件的 ， 首先要有云 ， 且非所有的云都可以化成雨水 。
一般来说 ， 当云的厚度超过两千米 ， 缺乏冰晶却拥有丰富的水汽 ， 且云体外面仍然有充足的水汽补给 ， 就算通过“审核” ， 认定具备增雨潜力 。
云有冷暖之分 ， 它们都是变成落地雨水的“潜力股” 。 只不过暖云被上升气流托举而漂浮在空中 ， 其中的雨滴掉不下来；冷云“个头”瘦小 ， 加之上升气流的阻力 ， 也掉不下来 。 这时候 ， 就需要人工来帮忙 ， 把“潜力股”变成降落地面的水 。 其中 ， 冷云催化是目前世界各国相对成熟和通用的技术 。
通过向云中播撒碘化银成冰剂 ， 产生大量的人工冰核 ， 冰核转化成冰晶 ， 冰晶吸附水汽 ， 凝结碰并增长 ， 当冰晶增长到一定程度就会降落 ， 进入暖区融化成为雨滴 ， 从而引发云层降水或增加降水强度 。 或者 ， 向云中播撒干冰、液氮等致冷剂 ， 在其周围形成-40℃的区域 ， 即有自生冰晶 ， 大量过冷水滴迅速冻结 ， 引发冰晶效应 。 在冷云催化过程中 ， 冰晶凝华释放潜热 ， 使云体温度升高 ， 促进上升气流的发展 ， 进一步加强降雨 。
在0℃以上的暖云中 ， 云物理结构稳定 ， 自然条件下的水滴大小均匀 ， 缺乏大水滴,不易产生降水 。 通过向云中播撒大小适当的盐粉等吸湿剂 ， 可以改变云滴谱分布的均匀性 ， 吸湿性凝结核在相对湿度接近100%的云雾环境中能增长成直径超过40微米的大滴 ， 促进凝结碰并增长 ， 生成雨滴增加降水 。
有一个疑问：人工增雨会把上游、下游的雨“打跑”吗？实际上 ， 这样的想法是多虑了 。
遇到大范围降水过程 ， 云中所含的水汽是不断补充的 ， 云系随上升气流的变化而不断更新 。 在每次降雨过程中 ， 云中的水汽会保持在充足状态 ， 人工增雨量相当于降水的一小部分 。 所以 ， 人工影响天气作业对水汽通量的影响非常小 。
人工影响天气作业“选手”盘点
选手一：飞机擅长领域：云内作业特点：机动性强、携载能力强、作业面积大

活水|人工影响天气——云端“活水”这样来
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增雨飞机 。
该选手善于将催化剂播撒到云中 ， 且可对层状可降水云系进行连续增雨作业 。 飞机可携带碘化银末端燃烧器、碘化银焰弹发射器、液态二氧化碳播撒器、液氮播撒器等适用于不同作业目的的多种机载装备 ， 将催化剂直接撒入云中 ， 还可以对作业前后云的宏微观状态变化进行追踪监测 。
选手二：火箭擅长领域：对流云作业特点：性能稳定、作业集中

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增雨火箭
该选手播撒催化剂的影响范围更为集中 ， 较为适合在固定区域作业 ， 尤其适合在影响飞机飞行安全的强大对流云中作业 。
该选手作业技术成熟 ， 且流程规范：确定作业云层和区域 ， 登记发射火箭的编号 ， 将火箭装入炮筒进行固定 ， 连接发射电线 ， 调节作业角度 ， 对准发射云团……一枚火箭弹含有8~15克的碘化银 ， 火箭弹在到达七八千米高空的云中预定位置后 ， 催化剂将被自动点燃 ， 并随着火箭弹飞行沿途燃烧 ， 随风扩散后效果开始显现 。
选手三：高炮擅长领域：冷云降水特点：携带催化剂量大、播撒路径长、发射高度高、操作便利、流动作业能力强

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增雨高炮
该选手数量多 ， 在人工影响天气作业中发挥着巨大作用 。
在人工影响天气地面作业中 ， 大量使用37毫米高炮进行作业 。 炮位的设置地点一般在作业影响区上风方4公里内 ， 并且在迎风坡和增雨作业云经过频次最多的路径上；周围要视野开阔 ， 射击点远离居民区500米以上 。
选手四：地面烟炉擅长领域：山区作业特点：不受空域影响

活水|人工影响天气——云端“活水”这样来
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地面烟炉
该选手工作时比较安静 ， 蹲守在山区 ， 默默干活 。
【活水|人工影响天气——云端“活水”这样来】地面烟炉常用于山区地形云的作业 ， 一般设置在迎风坡面上 ， 通过燃烧含催化剂的焰条 ， 热量产生的上升气流将人工冰核送入云中 。 除山区外 ， 对于较难或不能申请作业空域许可的城市等地区 ， 地面烟炉也是非常适合的选手 。 如今 ， 地面烟炉作业已实现自动化操作 ， 焰条装入后 ， 只要通过手机发送指令进行远程控制 ， 就可开始作业 。

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