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[科普知识] 人影小谈

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发表于 2009-8-30 22:27 | 显示全部楼层 |阅读模式
现在随着科技的进步,人工影响天气的事件(下面简称:人影)正在越来越普遍地被应用,比如干旱区增雨、重大赛事消雨作业等。那么人影是如何进行的呢?它的原理是什么呢?

首先,降水的产生是云中含有的水滴超饱和导致水滴过大,从而受到重力作用而落到地面上。而要形成这种降水的云团本身是不稳定的,更确切地说是云的结构中受到凝结核的影响导致降水粒子的增长,从而增加了云的不稳定性。

由于在气象中存在暖性云团冷性云团之分,因此这种不稳定性也可以分为两类。

第一类:暖性云团中对流比较活跃,其中的水滴以碰撞为主。较大水滴通过对碰从而消耗了比较小的水滴,而使得原来的较大水滴增大;

第二类:冷性云团中往往是冰粒子,它的存在会消耗水滴使其凝华而增长(个体如果足够大就凝结为凇或者继续增大为雹)

根据以上两类云团的增水原理,人影的操作一般有如下3种方法:

第一,人工影响暖云。

把大的水滴放入暖云,促进其水滴的对碰而增长。不过这点从理论上来说虽然可行,但是实际操作上需要大量的水,因此存在局限性。现行的一个比较有效的技术是把小水滴或吸湿性颗粒(比如食盐)放入暖云的底层,这样一来利用暖云的对流性强的特点,他们会被上升气流带着上升,遇冷凝结以后受到重力作用下降,从而达到先凝结增长然后对碰二次增长。

第二,把人工冰粒(冰核,比如干冰)播撒在冷云中(这些冷云缺乏足够的冰粒),由于干冰可以产生大量的冰晶,通过冰晶机制促进降水;

第三,把高浓度的人工冰粒撒入冷云,以便减少过冷水滴的浓度,从而抑制冰粒子的凝华和结凇增长,这样可以消散云体,减弱或者消除该地区的降水

其中,前两种方法是增雨作业,最后一种是消雨作业。作业的方式一般是通过地面高射炮或者飞机作业。

以上说的是大多数人直观看得到的人影,不过还有一些“人影”并不是大家很快能意识到的,因为这个是人类在不知不觉中,由于其活动而缓慢影响了一个地区的降水。

比如一些工厂向大气排放了气溶胶、水汽、热量等;城市化(下垫面)的改变(地面辐射特性)也会影响降水,比如加强大气对流。强对流天气往往集中在市区就是这个原因,这也是“热岛效应”的一个体现方面。

由于大气是一门混沌的科学,具有普遍影响、制约和联系的特征,因此个人认为不要过于频繁使用人影,除非是万不得已的情况下。返璞归真才是最科学的方式。


增雨作业的飞机.jpg 打炮作业.jpg
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发表于 2009-8-31 01:29 | 显示全部楼层
教练此贴非常有意义,估计将使业余气象爱好者的认识范围扩展到另一领域——云物理。

冷云和暖云降水是亚欧理论之争,双方各执一词,由于观测手段和科学认知水平限制,至今没有定论。反正华南夏半年是混合降水及暖云降水为主,而北方冬半年是冷云降水为主。

在连降水机制都说不清楚的前提下,“判定”人影对局地气候无影响,就像急性毒性都沒搞清楚,居然说起慢性毒性了——纸上谈兵。

绝对支持教练的观点:返璞归真才是最科学的方式。:QQ/79

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发表于 2009-9-2 23:08 | 显示全部楼层
呵呵,想不到原來也有人支持返璞歸真!我以為很多搞科學的都一頭衝進短時的利益裏,原來論壇裏還有同路人。

降水機制,tom和老將都說了。我就只從很簡單表面的說說。

大氣是混沌的。改變原本的天氣過程,就讓初始場發生了變化,然後在街知巷聞的蝴蝶效應幫助下,後來的天氣過程也會跟著變了。變好變壞?沒人知道。會否改變氣候?還沒有大型研究,所以不能否定也不能肯定。

像老將所說,在對詳細情況都沒搞清楚的情況下,應該返璞歸真,不要隨便用人影。副作用也沒弄清楚就亂用,某程度說,是把自己推向崖邊。

還有道德問題。這個不用說了,人影所帶來的道德問題,比改變TC的路徑帶來的,可能更嚴重、更不明顯。但誰能否定沒有呢?

你說某省大旱,要急用人影;誰知道這個動作會否引起以後某地的更大旱災?在短視、急功近利的世界裏,沒人理會,也沒人想理會。他們眼中,能保住眼前的已經不錯了。說到這兒,又是很麻煩複雜的人生價值問題。

我一直對人影都很有保留。讓自然運作,就是最好。

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发表于 2009-9-3 14:52 | 显示全部楼层
自然界本有自行趋向平衡的态势(有点类似化学平衡的移动),在因为人类影响和气候变迁影响导致的全球暖化的大背景下,“气候”是失衡的,自然界自行试图调整重新回到平衡状态。这就反映为局地极端天气越发频繁和更趋极端。毕竟,本已失衡,振荡也就越大,在振荡中消耗掉冗余的能量,才能回复到旧有平衡或者建立新的平衡状态。

而在这样的振荡调整过程中,人为地再度加以干预(人影),表面上看使得一地“恢复”了平衡,实则使得整个系统更加失衡。在这里得到的,会嫁祸到其他区域失去。当然,以邻为壑不管是有意还是无意,总是人类经常做的事情,这也无话可说。但是不管怎么说,人影的结果,最终是加剧了系统的失衡状态,使得调整的振荡越趋剧烈。这可能导致一个正反馈,到头来越人影越需要人影,死循环了;而气候变得更加恶劣,极端天气更加频繁,人类自己也没有好果子吃。

中国道家还是有很多思想值得我们重温的,比如“顺应自然”。顺天者昌,逆天者……
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