人工防雹
定義
人工防雹(hail suppression)即用人為方法抑制或削弱冰雹危害,就是采用人為的辦法對
一個(gè)地區(qū)上空可能產(chǎn)生冰雹的云層施加影響,使云中的冰雹胚胎不能發(fā)展成冰雹,或者使小冰粒在變成大冰雹之前就降落到地面。
識別冰雹云
人工防雹的關(guān)鍵是識別冰雹云。從20世紀(jì)60年代以來,人們利用飛機(jī)、氣象雷達(dá)和無線電探空等手段,對冰雹云和雷雨云的結(jié)構(gòu)和演變等物理特性,進(jìn)行了大量的觀測分析,并研究了冰雹和雨滴在云中生長的條件和物理過程。同一般雷雨云相比,冰雹云具有發(fā)展更加旺盛、厚度更大、云中上升氣流更強(qiáng)、水量更充沛、在0°C層以上常有過冷大云滴較集中的區(qū)域等特點(diǎn)。云的外觀具有云底黑暗或呈黃色、翻滾強(qiáng)烈的特征。在氣象雷達(dá)回波上可見發(fā)展高、強(qiáng)度大和閃電頻繁等特征,目前判別冰雹云的準(zhǔn)確率可達(dá)80%左右。
做好冰雹預(yù)報(bào)、識別冰雹云并密切監(jiān)視冰雹云的動向,同時(shí)要充分做好防雹的各項(xiàng)準(zhǔn)備。
防雹原理
冰雹云中有強(qiáng)烈的上升和下沉氣流,并且蘊(yùn)涵大量水分,云中小的冰雹胚胎在上下運(yùn)動中碰撞,吸附了足夠水分使自身不斷增大。
人工防雹的原理是設(shè)法減少或切斷給小雹胚的水分供應(yīng),一般需要向云中播撒足夠量的催化劑,以產(chǎn)生大量冰晶,迅速形成更多的水滴或冰粒,造成同雹胚競爭水分的優(yōu)勢,從而抑制雹塊的增長。
方法
人工防雹試用的方法很多:
(1)向云中播撒碘化銀等成冰催化劑,使云中產(chǎn)生非常多的人工冰雹胚胎,與自然冰雹胚胎爭奪云中的過冷水滴,使各個(gè)冰雹胚胎只能形成小冰雹,落到溫度高于0℃的暖區(qū)里可能溶化成雨,即使落到地面,其危害也比大冰雹小得多。
(2)在云的下部播撒鹽粉等吸濕性顆粒,使云中產(chǎn)生很多大水滴,它們碰并云滴長大,促進(jìn)暖云的發(fā)展,減少冰雹生長所需的過冷水滴。同時(shí)大水滴凍結(jié)后形成冰雹胚胎,又可起爭奪水分的作用。
(3)用炮或火箭等轟擊雹云。這一方法在我國由來已久,但其作用機(jī)制尚不清楚,可能是通過爆炸改變云中垂直氣流,從而改變冰雹自然發(fā)展過程,也可能是使過冷水滴凍結(jié)成為人工冰雹胚胎,起到與自然冰雹胚胎爭奪水分的作用。
措施
防雹措施分為兩類:
(1)往云中播撒成冰催化劑(見播云催化劑)。這種方法的基本觀點(diǎn)是,冰雹云中含水量很大,而自然冰雹胚胎為數(shù)不多,所以這些胚胎能充分地與過冷水滴并合而長成大冰雹。播撒成冰催化劑以后,冰雹云中產(chǎn)生大量的人工冰雹胚胎,它們和自然胚胎爭奪水分,使云中水量分散到大量的胚胎上,結(jié)果每一個(gè)胚胎都不能得到充分的水量而長成對農(nóng)作物有損害的大冰雹。按此觀點(diǎn),一些國家廣泛試驗(yàn)了用地面燃燒的方法,或用火箭、高射炮和飛機(jī)等手段,把大劑量的碘化銀粒子播撒到冰雹云中去。另外,也有人試驗(yàn)在云的中下部播撒吸濕核,促進(jìn)暖云降水過程,以減少冰雹生長所必須的水分供應(yīng)。
(2)爆炸法。用高射炮、火箭或土炮等,向云的中部和下部大量集中轟擊。這種方法的物理機(jī)制還不夠清楚。有人認(rèn)為,爆炸能在一定條件下影響云中的鉛直氣流,破壞或改變冰雹云的自然發(fā)展過程;也有人認(rèn)為爆炸能引起過冷水滴的凍結(jié),從而產(chǎn)生大量的人工冰雹胚胎,限制各個(gè)冰雹長大。
效果
人工防雹效果和人工降水效果的檢驗(yàn)方法相似,只因降雹的時(shí)間和空間的變率更大,所以檢驗(yàn)時(shí)困難更多,可靠性也更低。50年代,法國和意大利進(jìn)行的人工防雹試驗(yàn),效果都不顯著。60年代以來,蘇聯(lián)、中國、美國、瑞士和阿根廷等國家,都相繼開展了這種試驗(yàn)。不過,各地的試驗(yàn)結(jié)果很不一致,有些得出無效或效果不佳的結(jié)論,有些則得出人工防雹使雹災(zāi)減少了30~70%的結(jié)果??傊?,人工防雹還處在試驗(yàn)研究階段。
