人工影响天气前沿动态

【作者】 杨光； 曹亚楠； 郑小艺； 鲁德金； 朱士超；

【机构】 安徽省人工影响天气办公室；

【摘要】 随着人工影响天气技术的研究发展,越来越多的前沿科技用于进行人工影响天气研究。本文通过跟踪了解国内外人工影响天气相关领域的科技动态,重点介绍了激光增雨、云凝结核数浓度、雨滴谱和对流云结构特征这四个方面的研究情况。激光增雨通过向空气中发射一种高能量短脉冲激光,使照射路径上的氮气分子和氧气分子离子化。这些离子化的空气分子就成为天然的凝结核,促使水蒸气凝结为水滴。利用另外一束激光对凝结核上聚集水分的情况进行观察,还可以借此测量空气中的水蒸气饱和度,并最终对该地区的降雨做出预报。激光降雨改变气体分子状态时间非常短,能够更有效的快速形成降雨所需的凝结核。激光器消耗的能源只有电能,不会产生任何环境污染,是一种高效、节能、环保的人工降雨方法。但激光在大气中的消耗和影响范围较小是目前面临的两大难题。云凝结核是云形成的最小胚胎,它是通过气溶胶粒子在水汽超饱和状态下核化形成。因此,气溶胶在很大程度上决定了云的微物理结构。云凝结核数浓度的精准估算可以改进数值模式,对于气候预测、提高天气预报准确度以以及提升人影作业科学水平等具有重要意义。CCN浓度的精准估算是目前人工影响天气的前沿研究方向。可以利用卫星反演云滴数浓度,也可以利用激光雷达的多波长(355nm、532nm、1064nm)光学参数,反演CCN数浓度垂直分布。雨滴的尺度、速度、谱分布、轴比、粒子取向等具有丰富的微物理信息。这些信息能够反映云微物理过程和降雨的基本性质。通过对雨滴谱的测量,可以分析各类降雨中微物理参量的分布和变化特征,了解云内成雨机制和自然降雨的物理过程,这对于提高雷达定量测量降雨精度、检验人工影响天气效果等有着重要的理论和应用价值。对流云结构特征反映了云体内部热力和动力过程,不同对流结构系统的生成演变机理不同,对流系统分类不仅要按照结构分类,同时应考虑不同物理机制,这样才能更好的理解不同结构对流的发生发展。通过对流云结构进行分类,分析不同天气背景下产生的对流云结构特征,研究不同结构对流云垂直结构分布特征,对于对流云预报及人工影响天气作业都具有重要意义。更多还原