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第一篇：人工影響天氣原理

人工影響天氣摘要

人工影響天氣是用人為手段使天氣現(xiàn)象朝著人們預(yù)定的方向轉(zhuǎn)化，如人工降水、人工降雹、人工消云、人工消霧、人工削弱臺(tái)風(fēng)、人工抑制雷電、入工防霜凍等。

概述

人工影響天氣()用人為手段使天氣現(xiàn)象朝著人們預(yù)定的方向轉(zhuǎn)化，如人工降水、人工降雹、人工消云、人工消霧、人工削弱臺(tái)風(fēng)、人工抑制雷電、入工防霜凍等。人類活動(dòng)無意識(shí)地使天氣發(fā)生變化，如都市對(duì)天氣的作用等，不屬于人工影響天氣，而稱為人類對(duì)大氣的無意識(shí)影響。人工影響天氣主要是利用云(霧)的微物理不穩(wěn)定性。例如在溫度低于0℃的冷云中往往存在著大量未凍結(jié)的水滴，播撒成冰催化劑可使它們轉(zhuǎn)化為冰晶以促進(jìn)水滴的形成，釋放的潛熱會(huì)改變云的熱力、動(dòng)力結(jié)構(gòu)，在不同場合下可以促進(jìn)降水、減少冰雹、消云(霧)或者減小臺(tái)風(fēng)風(fēng)力;在暖云(霧)中播撒大小適當(dāng)?shù)柠}粉可以促進(jìn)雨滴的生成，在不同場合下可以促進(jìn)降雨或者消云(霧)。從自然變化中把播云造成的變化區(qū)分開來是很困難的，因此人們對(duì)于人工影響天氣試驗(yàn)的效果存在著不同的看法和估價(jià)。

總之，除人工消除過冷霧的技術(shù)比較成熟，已在一些重要機(jī)場投入使用外，總的說來，人工影響天氣尚處于試驗(yàn)研究階段。

簡史

從避雷針開始，到往云層里播撒食鹽、干冰和碘化銀，影響天氣的嘗試，幾乎可以說古已有之。首次有科學(xué)根據(jù)的人工增雨建議是氣象經(jīng)典著作《風(fēng)暴原理》(1841)的作者美國埃斯皮(Espy,1839)提出的，他認(rèn)為在潮濕的空氣中可用烈火產(chǎn)生上升氣流來造云致雨。但是，真正的人工影響天氣的科學(xué)活動(dòng)，應(yīng)該始于1946年的美國。那一年11月13日，謝弗(Schaefer)和馮內(nèi)古特(Vonnegut)實(shí)施了人類首次在云中撒播干冰，5分鐘后幾乎整個(gè)云都轉(zhuǎn)化成雪粒并形成雪幡，這次成功的試驗(yàn)開創(chuàng)了人工影響天氣的新時(shí)代。

1、從避雷針開始

人類最早影響天氣的科學(xué)嘗試，也許應(yīng)該追溯到避雷針。避雷針一般認(rèn)為是富蘭克林在1749年發(fā)明。實(shí)際上首次有科學(xué)根據(jù)的人工影響天氣建議是美國氣象學(xué)者伊斯派于1839年提出的，他認(rèn)為在潮濕的空氣中可用烈火產(chǎn)生上升氣流來造云致雨。

2、不成功的嘗試

使用炮擊消除冰雹的做法到最近30年才普遍使用，但是最早的嘗試是在1896年，一位意大利市長斯汀格使用一個(gè)2米高的大炮產(chǎn)生沖擊波來消除冰雹，在實(shí)驗(yàn)的2年之內(nèi)沒有雹災(zāi)發(fā)生。1918年，法國科學(xué)家把裝滿液化氣體的炮彈發(fā)射到空中。1921年和1924年，美國科學(xué)家兩次用飛機(jī)向云層播撒帶電沙粒，試圖促使云層碰撞而降雨。這些實(shí)驗(yàn)基本上都失敗了。

3、朗繆爾-沙弗爾實(shí)驗(yàn)

歷史上首次成功的人造雨雪發(fā)生在1946年11月13日，由美國通用電氣公司聘請(qǐng)的化學(xué)家艾爾文?朗繆爾設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，他的助手文森特?沙弗爾駕駛飛機(jī)，在馬薩諸塞州格雷洛克山上空把2.7千克干冰倒在云層中，引發(fā)了一場暴風(fēng)雪。

4、中國的第一次

中國最早做的人工降雨是在1958年，吉林省這年夏季遭受到60年未遇的大旱。這次作業(yè)用的是食鹽，由空軍二航校的飛行員周正駕駛一架杜-2型轟炸機(jī)，在云層播撒了將近200千克。杜-2型轟炸機(jī)是當(dāng)時(shí)解放軍的主力機(jī)型，這次行動(dòng)也是一次準(zhǔn)軍事行動(dòng)。

5、引導(dǎo)天雷

最早的人工引雷實(shí)驗(yàn)應(yīng)該是法國人做的。但紐曼等人利用火箭拖導(dǎo)線技術(shù)，于1960年在美國最早實(shí)現(xiàn)了真正實(shí)用意義上的人工引雷。20世紀(jì)70年代，研究者們發(fā)現(xiàn)用紅外或紫外激光也能實(shí)現(xiàn)引雷。

6、阻止颶風(fēng)

20世紀(jì)60年代美國軍方秘密啟動(dòng)了“風(fēng)暴狂人”項(xiàng)目，試圖在大西洋上使用人工降雨技術(shù)來改變颶風(fēng)的生成規(guī)律。這個(gè)計(jì)劃只對(duì)少數(shù)的颶風(fēng)進(jìn)行了測試，因?yàn)橘Y料還未解密，至今也不清楚該項(xiàng)目是否成功。

7、被禁止的氣象武器

1967-1972年，美國曾進(jìn)行過“中間人—愛國者行動(dòng)”，利用飛機(jī)播撒干冰的方法人工降雨，延長雨季，用于截?cái)嘣侥系摹昂久餍〉馈?。這一行動(dòng)先后出動(dòng)2600架次飛機(jī)，造成山洪暴發(fā)，殺傷巨大。1978年，一項(xiàng)國際條約禁止將人工影響天氣用于軍事和敵對(duì)目的。

8、中國人的應(yīng)用

1987年5月，大興安嶺特大火災(zāi)中發(fā)射了降雨彈4700發(fā)，據(jù)說在一定程度上減小了火勢。20世紀(jì)90年代，國外對(duì)人工影響天氣的興趣開始減小。2009年2月，中國北方地區(qū)發(fā)生了38年罕見的干旱，很多地方使用碘化銀炮彈促使增加降水，使人工增雨在中國成為新話題。

方法

人工影響天氣最主要的方法是播云，即用飛機(jī)、火箭或地面發(fā)生器等手段向云中播撒碘化銀等催化劑，改變云的微結(jié)構(gòu)，使云、霧、降水等天氣現(xiàn)象發(fā)生改變。

人工影響天氣技術(shù)人員在作業(yè)點(diǎn)將火箭發(fā)射架定位

按對(duì)象的性質(zhì)不同,播云所用的催化劑也不同,其催化過程可分為兩類：

①冷云催化。溫度為0～-30°C的云中，往往存在過冷卻水滴，若在這種云中播撒碘化銀或固體二氧化碳(又稱干冰)等成冰催化劑，可以生成大量的人工冰晶。這類催化劑的成冰效率很高,1克催化劑就可生成數(shù)量級(jí)為1萬億個(gè)的冰晶，使1立方公里云體內(nèi)產(chǎn)生濃度為1個(gè)/升的冰晶。在某些云中，人工冰晶通過伯杰龍過程可形成降水，從而達(dá)到人工降水的目的。在強(qiáng)對(duì)流云中，人工冰晶能長大成冰雹胚胎，同自然冰雹爭奪水分，使各個(gè)冰雹都不能長成危害嚴(yán)重的大雹塊，這樣可達(dá)到防雹的目的。在過冷云(霧)中，人工冰晶使云(霧)滴蒸發(fā)而自身長大下落，又可達(dá)到消云(霧)的目的。在冷云催化過程中釋放的巨大潛熱會(huì)改變云的熱力、動(dòng)力過程，著力于這種動(dòng)力效應(yīng)的催化稱為動(dòng)力催化。動(dòng)力催化可使某些對(duì)流云的云體發(fā)展而增加降水。在臺(tái)風(fēng)云系某些部位的動(dòng)力催化，可能改變臺(tái)風(fēng)的環(huán)流結(jié)構(gòu)而削弱其最大風(fēng)力，從而減輕臺(tái)風(fēng)造成的災(zāi)害。

②暖云催化。在云中播撒直徑略大于0.04毫米的水滴,使它們同云滴碰并,長成雨滴而降落到地面。此法效率很低，每克水大約只能形成幾百萬個(gè)雨滴胚胎。如果播撒大小適當(dāng)?shù)奈鼭裥喳}粒，也能促成雨滴的生成，且效率比播撒水滴高，每克食鹽大約能形成幾千萬個(gè)雨滴胚胎，再通過碰并過程形成雨滴，此法可促使暖云增加降水。在暖霧或某些暖云中播撒鹽粒使霧滴或云滴蒸發(fā)，鹽粒吸濕長大下落，也可達(dá)到消霧或消云的目的。

播云的手段有三種：

①地面播撒,通過空氣運(yùn)動(dòng),帶入云中。此法雖然簡易，但催化劑從何處入云，能有多少入云，都很難掌握。

②將催化劑裝入火箭彈頭或高射炮彈內(nèi),發(fā)射到云中的預(yù)定部位。此法雖迅速和直接,但是載量有限。③用飛機(jī)將催化劑直接播入云內(nèi)。此法機(jī)動(dòng)性強(qiáng)，載量也大，但有時(shí)受飛行安全的限制。

除播云方法外,用加熱空氣的方法消霧或防霜凍,也有一定效果。但此法耗費(fèi)很大,只能用于很小的范,如機(jī)場跑道的消霧和果園的防霜凍。此外，用向上噴射的高溫氣流以促使空中或云中的局部空氣產(chǎn)生對(duì)流運(yùn)動(dòng)，增加局地的水汽凝結(jié)和降水;改變地面狀態(tài)或在空氣中播撒碳黑微粒以吸收更多的太陽輻射，改變局地空氣的熱力結(jié)構(gòu)。這些方法還處于探索階段。

人工影響天氣涉及多種學(xué)科和技術(shù)。它的理論基礎(chǔ)是大氣科學(xué)，特別是云和降水物理學(xué)。它在試驗(yàn)設(shè)計(jì)和效果檢驗(yàn)中，廣泛應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的成果。在播云催化劑的研究過程中，要用到結(jié)晶學(xué)和表面化學(xué)等學(xué)科的知識(shí)。催化劑在空中和云中的擴(kuò)散，涉及了大氣湍流和小尺度運(yùn)動(dòng)。在觀測技術(shù)方面，涉及氣象要素和云中微粒的測量技術(shù)、氣象雷達(dá)(包括多普勒雷達(dá)、雙波長雷達(dá))技術(shù)、微波探測技術(shù)、氣象衛(wèi)星測量以及示蹤劑測量、超微量化學(xué)分析等。在播云技術(shù)方面，涉及火箭、炮彈和煙火劑等的設(shè)計(jì)和制作問題。在數(shù)值模擬的進(jìn)展方面，則依賴于電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r。從另一方面說，人工影響天氣的開展，也促進(jìn)了大氣科學(xué)及有關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展。

第二篇：人工影響天氣試題

人工影響天氣試題

一、填空題（40分）

1、《人工影響天氣管理?xiàng)l例》自2002年5月1日起施行，共計(jì) 22條。

2、實(shí)施人工影響天氣作業(yè)，作業(yè)地的 氣象

主管機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體情況提前公告，并通知當(dāng)?shù)毓矙C(jī)關(guān)做好安全保衛(wèi)工作。

3、運(yùn)輸、存儲(chǔ)人工影響天氣作業(yè)使用的高射炮、火箭發(fā)射裝置、炮彈、火箭彈，應(yīng)當(dāng)遵守國家有關(guān)武器裝備、爆炸物品管理的法律、法規(guī)。

4、火箭發(fā)射控制器的檢測電路與升壓電路相互(獨(dú)立)，檢測電路用于檢測火箭外線路(電阻)，升壓電路只在發(fā)射狀態(tài)下用于控制火箭的(發(fā)射)。

5、在非作業(yè)期間，人雨彈、火箭彈應(yīng)當(dāng)由縣級(jí)以上氣象主管機(jī)構(gòu)統(tǒng)一組織清點(diǎn)回收，由軍隊(duì)、當(dāng)?shù)厝嗣裎溲b部協(xié)助存儲(chǔ)，作業(yè)站點(diǎn)禁止存放。

6.火箭發(fā)射架的導(dǎo)軌起(定向)作用，可以調(diào)節(jié)其(方位)和(仰角)，要求在使用和移運(yùn)中不(變形)。

7.火箭彈的4個(gè)主要組成部分為(發(fā)動(dòng)機(jī))、(尾翼)、(播撒裝置)、(傘航)或(自毀裝置)。

8、實(shí)施人工影響天氣作業(yè)使用的火箭發(fā)射裝置，由省、自治區(qū)、直轄市（氣象主管機(jī)構(gòu)）組織年檢；年檢不合格的，應(yīng)當(dāng)立即進(jìn)行檢修，經(jīng)檢修仍達(dá)不到規(guī)定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和要求的，予以（報(bào)廢）。

9、、經(jīng)批準(zhǔn)的作業(yè)站點(diǎn)，必須調(diào)查和掌握火箭射程范圍內(nèi)的城鎮(zhèn)、廠礦企業(yè)、村莊等人口稠密區(qū)的分布情況，繪制安全射界圖。作業(yè)時(shí)，火箭的（發(fā)射方向）和（角度）應(yīng)避開上述地點(diǎn)，減少意外事故的發(fā)生。

10、作業(yè)指揮人員和作業(yè)人員應(yīng)遵守作業(yè)規(guī)程和業(yè)務(wù)規(guī)范，按照作業(yè)裝備的（使用方法）和（程序）進(jìn)行操作、排除故障，禁止違規(guī)操作。

11、發(fā)生重大安全事故和違法、違規(guī)事件時(shí)，必須及時(shí)（逐級(jí)上報(bào)），不得（隱瞞不報(bào)、謊報(bào)和拖延不報(bào)）。

12、作業(yè)時(shí)，嚴(yán)禁超時(shí)作業(yè)。在申請(qǐng)的作業(yè)時(shí)間內(nèi)未完成作業(yè)，應(yīng)（立即停止）；需繼續(xù)作業(yè)的，重新申請(qǐng)（作業(yè)時(shí)間），批準(zhǔn)后方可繼續(xù)作業(yè)。

13、作業(yè)時(shí)，發(fā)射方向應(yīng)在（射擊方位坐標(biāo)圖）界定的范圍內(nèi)，嚴(yán)禁向城鎮(zhèn)、人口稠密區(qū)、油庫、重要電力設(shè)施等方向射擊。

14、公告要通過（廣播）、（電視）、（報(bào)刊）、（布告）等方式，廣泛宣傳公告內(nèi)容，使作業(yè)區(qū)人民群眾了解作業(yè)時(shí)的注意事項(xiàng)，最大程度地避免意外事故的發(fā)生。

15．《人工影響天氣安全管理規(guī)定》第四條規(guī)定,對(duì)于已取得上崗證的作業(yè)人員，每年應(yīng)在作業(yè)期前（培訓(xùn)）、（考核）和(上崗證)注冊，未通過（考核）的，取消其上崗證。

二、單項(xiàng)選擇題（25分）

1、作業(yè)點(diǎn)設(shè)置應(yīng)離居民點(diǎn)500以上

(A)300米；(B)500米；(C)1000米；(D)2000米。

2、火箭彈移運(yùn)時(shí)要求有包裝，應(yīng)使火箭彈的軸向與運(yùn)行方向(垂直)。

3、(A)平行；(B)垂直；(C)傾斜；(D)任何取向均可。

3.《人工影響天氣安全管理規(guī)定》第十八條規(guī)定，地方各級(jí)氣象主管機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)制定人工影

響天氣作業(yè)安全事故處理預(yù)案。發(fā)生（C）時(shí)，必須及時(shí)逐級(jí)上報(bào)，不得隱瞞不報(bào)、謊報(bào)和拖延不報(bào)。

(A)啞彈；(B)申請(qǐng)不下空域；(C)重大安全事故和違法、違規(guī)事件；(D)降水停止。

4.進(jìn)行火箭人工增雨、防雹作業(yè)時(shí)，一般火箭發(fā)射架的仰角應(yīng)選擇在以下哪個(gè)范圍？A

(A)45°～65°范圍；(B)45°～80°范圍；(C)30°～65°范圍；(D)﹥45°范圍。

三、簡答題（20分）

1．當(dāng)前，我國的人工影響天氣管理法規(guī)主要包括哪些？

答：主要包括《中華人民共和國氣象法》；《人工影響天氣管理?xiàng)l例》；國家、國務(wù)院氣象主管機(jī)構(gòu)關(guān)于人工影響天氣的規(guī)范性文件和規(guī)章制度；各省、自治區(qū)、直轄市氣象主管機(jī)構(gòu)制定的人工影響天氣有關(guān)各項(xiàng)規(guī)章、制度、業(yè)務(wù)流程等。

2.《人工影響天氣安全管理規(guī)定》第四條規(guī)定,作業(yè)人員的培訓(xùn)內(nèi)容應(yīng)包括哪些？

答；主要包括有關(guān)法律、法規(guī)和規(guī)定，作業(yè)業(yè)務(wù)規(guī)范，作業(yè)裝備、儀器操作技能和安全注意事項(xiàng)；基本氣象知識(shí)。

四、論述題（15分）

請(qǐng)論述地面增雨外場作業(yè)實(shí)施流程

答：

1、指揮中心下達(dá)準(zhǔn)備作業(yè)指令；

2、作業(yè)人員根椐指令到達(dá)作業(yè)地點(diǎn)；

3、調(diào)整發(fā)射裝置；

4、裝火箭彈；

5、作業(yè)人員向指揮中心報(bào)告準(zhǔn)備情況；

6、申請(qǐng)空域；

7、指揮中心下達(dá)作業(yè)指令；

8、發(fā)射火箭彈；

9、作業(yè)人員向指揮中心報(bào)告作業(yè)情況；

10、根椐指令撤出作業(yè)地點(diǎn)。

五、問答題（共20分，每題5分）1．致冷劑的成核機(jī)制是什么？

2．如何嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)定，安全、高效地組織實(shí)施人工影響天氣作業(yè)?

AgI常用的三種制備方法各具什么特點(diǎn)，請(qǐng)分別說明。AgI 制備的三種方法：

①溶液燃燒法：把AgI溶于已加增溶劑的丙酮溶液中，經(jīng)攪勻完全溶化后，噴射至火焰中燃燒。溶液燃燒法主要用于飛機(jī)撒播，也可用于地形云人工增雨或山區(qū)人工防雹作業(yè)，在山坡高處設(shè)置地面燃燒爐。

②焰劑燃燒法：為固體燃料發(fā)生器，可用于飛機(jī)發(fā)射或下投，也有火箭焰彈和高炮焰彈。常用碘酸銀做試劑，當(dāng)其分解微AgI時(shí)，有多余的氧氣釋放，能組織AgI的分解，也可添加富含碘的試劑，以抑制AgI的分解作用。

③爆炸法：講AgI粉末與TNT炸藥或紅磷、氯酸鉀混合物充填于火箭或炮彈頭部、用引信發(fā)射至云內(nèi)爆炸。

上述3種制備法各有特點(diǎn)：溶液燃燒法燃燒慢，單爐發(fā)生率小，但成核率高；爆炸法瞬間爆炸高溫分散，單位時(shí)間輸出率大，但成核率低，焰劑燃燒法成核率居中。

20.涂有水溶性顏料的濾紙色斑法的原理和方法：是一種地面低速碰撞印痕取樣器。在濾紙上涂上敏感顯示劑，通過圖像分析系統(tǒng)分辨色斑的對(duì)比度進(jìn)行正確的測量和計(jì)算，通過微機(jī)直接給出譜分布。由地面雨滴譜可計(jì)算空中雨滴譜和空中含水量。

1、人工影響天氣業(yè)務(wù)軌道：包括人工增雨抗旱、河流和水庫增水、增雪、防雹減災(zāi)、機(jī)場和公路消霧、森林防火服務(wù)、重大活動(dòng)保障等。

2、人工影響天氣定義：為避免或者減輕氣象災(zāi)害，合理利用氣候資源，在一定的有利時(shí)機(jī)和條件下,通過人工催化等技術(shù)手段,對(duì)局部區(qū)域內(nèi)大氣中的物理、化學(xué)過程進(jìn)行人工影響, 使其發(fā)生某種變化,實(shí)現(xiàn)增雨雪、防雹、消雨、消霧、防霜等目的的活動(dòng), 從而達(dá)到減輕或避免氣象災(zāi)害目的的一種科技措施。

7、滴譜：又稱滴徑譜，指云，降水粒子個(gè)數(shù)按其尺度的分布。分為核譜、云滴譜、雨滴譜和冰晶譜、雪晶譜和雹譜，可用表、圖、公式來表示。

8、人工增雨作業(yè)的潛勢條件：大尺度背景+中尺度條件(云和降水處于發(fā)展或持續(xù)階段；云層較厚，有持續(xù)上升運(yùn)動(dòng)；云底較低，有過冷水；冰晶數(shù)濃度偏低)

11、人工增雨作業(yè)的直接條件：云的宏觀結(jié)構(gòu)信息和云的微觀結(jié)構(gòu)信息(針對(duì)以云為主要對(duì)象的人工增雨的各種信息的獲取是人影業(yè)務(wù)發(fā)展的瓶頸之一)

18、人工防雹的原理

1）向雹胚形成區(qū)播撒人工冰核，通過核化和凝華碰凍，迅速形成毫米尺度的人工雹胚。目的即為：增加雹胚，爭食水分。

2）向雹胚形成區(qū)播撒巨核鹽，形成大云滴，以減小含水量。

3）在云內(nèi)同時(shí)引發(fā)動(dòng)力干擾，發(fā)動(dòng)下沉氣流使雹云提前解體，或破壞冰雹增長區(qū)的動(dòng)態(tài)平衡流場。

23、在催化劑運(yùn)載工具中的最佳選擇 飛機(jī)、地面燃燒爐、火箭、高炮

飛機(jī)：特點(diǎn)：直接云中播撒最佳選擇，機(jī)動(dòng)性強(qiáng)，播撒均勻，覆蓋范圍廣。火箭、高炮：特點(diǎn)：目標(biāo)準(zhǔn)，播撒集中，冰核數(shù)濃度高；適合對(duì)流云人工增雨和防雹地面AgI丙酮溶液燃燒爐：特點(diǎn)：經(jīng)濟(jì)、方便、不受空域限制適合山區(qū)地形云增雨和防雹

24、人工抑制閃電：

（1）在云內(nèi)播撒人工冰核，加強(qiáng)云內(nèi)冰晶化過程，以削弱起電機(jī)制功率；（2）在云內(nèi)播撒金屬箔針，增加電暈放電，從而降低電位梯度；（3）進(jìn)行人工引發(fā)雷電作業(yè)；（4）在雷暴云內(nèi)阻止產(chǎn)生閃擊。

25、云的生成過程：由于大氣壓隨高度增加而降低，所以當(dāng)空氣團(tuán)作垂直上升運(yùn)動(dòng)，會(huì)因絕熱膨脹而降低溫度。如果空氣團(tuán)內(nèi)包含足夠量的水汽，雖然開始時(shí)沒有達(dá)到飽和，但只要能維持足夠長的上升運(yùn)動(dòng)，由于絕熱膨脹而降溫，最終達(dá)到飽和而生成云。

26、空氣團(tuán)的上升運(yùn)動(dòng)據(jù)其起因可分為如下四種： 湍流、對(duì)流、地形抬升和緩慢大范圍的輻合抬升。

27、膨脹降溫、輻射冷卻及增加水汽可加速形成云霧。

28、控制積云發(fā)展的因子：控制積云發(fā)展的因子除了大氣層結(jié)的穩(wěn)定度和水汽等基本條件以及啟動(dòng)積云發(fā)展的抬升條件外，還有兩個(gè)因子：積云內(nèi)外的空氣混合，環(huán)境風(fēng)的垂直切變。