人工增雨的原理

根據(jù)不同云層的物理特性，選擇合適時機，用飛機、火箭彈等向云中播散干冰、碘化銀、鹽粉等催化劑，促使云層降水或增加降水量。人工增雨分為曖云增雨與冷云增雨。要使曖云（溫度高于0℃的云）降水或增雨，要在云中播撒鹽粉、尿素等吸濕性粒子，促使大云滴生成導致形成或增加降水。若要冷云（溫度低于0℃的云）降水，就要用飛機等播撒干冰、碘化銀等催化劑，從而產生大量冰晶，使冷云上部的冰晶密度增大，促成或增加降水。

人工影響云的微物理過程，可以在一定條件下使本來不能自然降水的云受激發(fā)而降水，也可使那些水分供應較多、往往能自然降水的云，提高降水效率而增加降水量。但不能自然降水的云能供應的水分較少，因此人工催化的經濟價值有限。

人工增雨的方法

1、冷云催化

在自然云內冰晶濃度有時不足，這時需要引進人工冰核，使云中微觀結構發(fā)生變化，促進冷云降水過程而增加降水量。這種作用過程叫冷云催化。在冷云降水過程中，冰晶的濃度起著重要作用。據(jù)有關資料介紹，冰晶濃度達到1～100個/L量級時降水效率較高。在冷云催化中，云的溫度條件十分重要。一般來說，當云頂溫度很低時，冰核自然活化的濃度很高，云中自然冰晶濃度較高，自然降水過程進行得比較充分，增雨潛力比較小。反之，冰晶和水的飽和水汽壓差異較小，冰晶的增長速率比較低，人工冰核物質的成冰能力也大大降低，人工催化很難達到要求的冰晶濃度。因此，有資料顯示，當云頂溫度在-4～-10℃范圍時進行催化，效果比較好，這個溫度范圍被稱之為“催化溫度窗”。同時，冷云催化還會影響降雪的分布。這是由于對冷云進行催化以后，云中冰雪晶數(shù)量增加，過冷水滴減少，使得下降的雪晶不但個體較小，而且很少帶有凍滴，它們的落速就比自然降雪小得多，在氣流作用下，它們就會落到下風方更遠的地方，使降雪的分布發(fā)生改變。

2、暖云催化

在溫度高于0°C的暖云里，降水主要在云滴碰并過程中得到發(fā)展。云滴越大，碰并增長就越快。計算表明，當云滴半徑超過0.04毫米時，就可以迅速碰并而長成雨滴。在那種大云滴的濃度不足的自然云中，播撒大量半徑大于0.04毫米的水滴，就能夠促進降水過程。計算表明，每克水可以形成約幾百萬個大云滴，要催化10立方公里的云體，則需要幾噸水。若往云中播撒一定大小的吸濕性物質顆粒或者溶液滴，它們能在云中吸濕而迅速長成大云滴，這樣所需的催化劑量，就用不到水的十分之一。

除了播云以外，法國和蘇聯(lián)有人試驗在地面加熱，造成人工上升氣流的方法，試圖在一定氣象條件下激發(fā)或增加降水。美國有人設想利用瀝青或碳黑吸收太陽輻射，提高局地空氣的溫度，促進云的發(fā)展以增加降水。中國有人研究過爆炸對降水的影響。這些人工降水方法的研究，都還處在探索的階段。

3、動力催化

通過冷云催化使云中產生大量冰晶，所釋放的潛熱將改變積云的宏觀動力過程而增加降水。它是60年代在人工降水試驗方面的一項進展。積云中上升氣流的速度，主要決定于云內外溫差造成的浮力。在發(fā)展旺盛的積云內，存在著大量過冷水滴。在這種云中播撒大量的成冰催化劑時，能使過冷水滴凍結而釋放潛熱，水汽在冰粒表面凝華時也釋放潛熱。估計這兩種潛熱足以使云中局部溫度升高0.5°C左右，這將加大浮力而促使某些積云的上升氣流速度增大，云體擴展，生命期延長，結果使進入云體的水分總量增大而增加降水量。雖然動力催化同一般冷云催化所用的催化劑一樣，但著眼點不同，動力催化所用的催化劑量必須大大增加，才可能收效。積云動力催化在50年代曾作過初步的嘗試，但周密設計的積云動力催化試驗，直到1963年才開始。J.辛普森在美國佛羅里達州所做的隨機試驗表明，催化后積云的云頂平均增高1.6公里，平均雨量增加1.7倍。他指出，催化后云頂增高量同大氣層結（見大氣靜力穩(wěn)定度）有密切的關系。在其他國家和地區(qū)，也作過類似試驗，但效果不一。有人對整個地區(qū)積云群體進行過動力催化的隨機試驗，初步結果表明有增雨的效果。