人工降雨人工增雨人造雨(英语:rainmaking或cloud seeding),是指在天上有的情况下,通过人工手段催化降雨。一般是通过降低云层中的温度,使云中小水滴凝聚形成大水滴,从而达成降雨目的。1891年,路易斯·加斯曼(Louis Gathmann)提议可以将液态二氧化碳射入雨云中,使它们下雨,这被认为是人工降雨技术的起源。但直到1946年,首次真正意义上的人造雨实验才真正展开。

人工降雨的成效目前尚不清楚。虽然大中华地区的气象局认为人工降雨有效并经常实行,但是国际学界一般认为此方面成效仍需进一步证实。[1]

原理

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人工增雨的原理,主要是借催化剂改变云滴的性质、大小和分布的状况,制造云滴长大的条件,使其按照自然过程而形成降雨。催化剂是用高射炮把炮弹打到高空爆炸,而这些炮弹的弹头是使用经过改装的非金属外壳。

对流层里,大气温度随高度增加而下降,因此形成云所在的高度越高则温度愈低,高度愈低则温度越高。云的温度高于0℃时称为暖云,低于0℃时称为冷云。在暖云里,小水滴经由碰撞与合并过程,变成大水滴,终至克服云内浮力而掉离云底,成为地面上的降雨。同样的,在冷云中,冰晶成长至能克服云内浮力时而掉离云底,在降落过程中经过100米高度时,融解为水滴,亦成为地面上降雨。当云内水滴太小或缺乏冰晶而无法降雨时,利用人工方法去产生冰晶或使小水滴长大,促使其产生降雨现象,称为人工增雨。暖云造雨方法很多,如在云中喷洒水滴、吸湿性药粉与液体(氯化钠)等,透过碰撞与合并过程使水滴成长,终至降落成雨。冷云造雨方法亦多,但最常使用干冰碘化银:此主要乃因为干冰温度为-78℃,在缺乏冰晶的冷云内,撒播干冰使其温度骤降,因而不必借助冰晶核的情况下,将过冷水滴转变成冰晶,透过冰晶成长过程终至成雨;碘化银为非常有效的冰晶核,在冷云内缺乏冰晶的情况下加入碘化银充当冰晶核,可促使-5℃以下的水滴凝固为冰晶,再借由水滴与冰晶共存时的冰晶成长过程而形成降雨[2]

实施方式

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人工增雨论基础为在云中撒播人工之云种,使降雨机会及降雨量增加。所以应选择适当之气象条件,撒播人造冰晶核至云中,加强结核效率,促使降雨发生,一般可分为地面造雨与空中造雨两种方法:

  1. 地面造雨法:利用地面造雨器燃烧碘化银溶液,使碘化银烟粒随热气飘升达高空以充当冰晶核。当碘化银烟粒上达云内过冷水滴层,可使过冷水滴凝固为冰晶,经由冰晶成长过程,终至掉落成雨。
  2. 空中造雨法:利用飞机在云中撒播碘化银干冰云种,由于撒播之云种可精确被送达足够低温之云中,故一般造雨效果比地面造雨法为佳[3]

成效

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根据气象研究人员多年来各种人造雨试验累积经验评估显示,经由长期规划实施地面燃烧碘化银溶液之人造雨方式,平均约可增加10%降雨;若使用空中造雨方式,于适当的对流性雷雨胞内撒播碘化银,平均约可增加20%降雨。然而人造雨之成效,仍受各地区气象条件、执行技术及行政配合等综合因素影响,而呈现某些不确定性[4]

人工增雨剂

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人工增雨剂是一些用来人工降雨的化学物质。包括碘化银碘化亚铜干冰盐水

类别

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按作用机理的不同,人工降雨剂被分为三个类别。

  1. 通过吸收云层中的水分使其形成较大的水滴,例如盐水。
  2. 通过冷却云层,最终导致水汽凝结成水滴。例如干冰。
  3. 成核剂,例如碘化银。

用途

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参见

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参考资料

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  1. ^ Moseman, Andrew. Does cloud seeding work?. Scientific American. 19 February 2009 [10 November 2016]. (原始内容存档于2021-02-10). 
  2. ^ 1. 人造雨之原理?. 中央气象局. 2017-02-22 [2017-03-08]. (原始内容存档于2017-02-25). 
  3. ^ 2. 人造雨實施方式?. 中央气象局. 2017-02-22 [2017-03-08]. (原始内容存档于2017-02-25). 
  4. ^ 3. 人造雨的成效如何?. 中央气象局. 2017-02-22 [2017-03-08]. (原始内容存档于2017-02-25).