纳米碘化银在人工影响天气的应用研究III: 表征实验研究

针对新型纳米碘化银催化剂在人工影响天气中有较大的应用前景,采用粉末化学液相沉淀法在常温常压条件下制备了与冰晶具有相近结构的纳米碘化银(AgI)粉末,采用场发射透射电子显微镜和X射线衍射谱等对碘化银粒子的结构特性、尺寸分布和比表面积等进行了与成冰性能相关的实验表征.与目前用的常规碘化银进行了表征特征对比表明,该纳米碘化银粒子的晶格常数更接近于冰,尺寸在30～90 nm之间,具有较高的吸附能力和比表面积.     

国外零讯

用溴化银进行人工降雨通常人工降雨是在云中撒播碘化银。碘化银的成冰阈温是-2.5℃左右。这是因为碘化银晶格中“细胞”的大小要比冰晶的大一些。美国纽约州立大学研究认为,如果用溴原子来代替晶体结构的碘原子,则会产生大小与冰的晶格相近的品格。在碘化银中用溴原子替换30%左右的碘原子时,则成冰阈温可提高到-1℃。     

纳米碘化银在人工影响天气的应用研究 II: 室内实验

运用爆炸法,使用“37型”降雨实弹分别在室内20 L和1200 L云室对研制的人工影响天气纳米碘化银催化剂的成冰性能,包括成核率、成冰阈温、核化速率等,进行检测和研究.在相同实验条件下,在“37型”降雨实弹上将纳米碘化银催化剂与目前常用碘化银催化剂进行对比试验.结果表明,纳米碘化银催化剂成冰性能明显优于常规碘化银催化剂,其成核率比常规碘化银催化剂提高1～2个数量级;成冰阈温值增加;核化速率明显加快.     

层状云系催化增雨的中尺度模拟研究

利用PSU/NCAR中尺度模式MM5研究层状云碘化银催化后的区域外效应.在MM5中双参数显式云物理方案基础上,采用显式方法加入碘化银粒子的成核机制,建立碘化银粒子比含水量和数浓度预报方程.通过增加催化过程的程序模块,建立起一个中尺度人工催化系统.采用三重嵌套到3.3 km格距模拟了一次层状云系大范围降水,此个例-5℃到-10℃上碘化银催化试验结果表明碘化银在高空风的作用下向下风方输送并影响云内的微物理过程,碘化银持续作用时间为3h.大多数碘化银主要起凝华核作用,催化后冰晶增加主要靠凝华过程.催化后3h内在下风方区域80 km到240 km有10％～30％的增雨,出现催化区域外效应.     

纳米铜润滑油添加剂的制备及其润滑性能研究

以试制的纳米铜添加剂为试验单剂,选择车辆齿轮油500SN为基础油,在长磨实验条件下,进行纳米铜粉的抗磨和减摩性能试探性研究,探讨纳米金属粉体对车辆齿轮油500SN性能的影响.在1 200 r/min、2 h、98 N的条件下,加入质量分数为0.05%的实验制备纳米铜粉可明显提高基础油的抗磨减摩性能,磨斑直径降低了18.1%,摩擦系数降低了13.6%;在1 200 r/min、2 h、392 N的条件下,加入质量分数为0.05%~0.7%的纳米铜粉可以提高基础油的抗磨性能.随着质量分数的逐渐增大,纳米铜粉的抗磨减摩性能逐渐变差,以质量分数为0.05%的纳米铜粉效果最佳.     

B、D聚能降雨弹的特征及其成核率的试验

本文介绍了自1979年以来研制的聚能“三七”碘化银B、D型降雨弹的某些物理特征。通过对这两种弹的爆炸及其对成核率进行统计检验,得出每颗新型弹比现用弹不但可少用3克碘化银,而且提高了成核率1—2个量极。经分析弹壳破碎形状、大小等参数,认为新型弹聚能效应对提高碘化银成核率的作用是十分明显的。     

在二氧化钛微粒上镀碘化银作为成冰核

美国科罗拉多州立大学M.L.科林和罗伊巴纳斯发表一篇题为《在二氧化钛微粒上镀碘化银作为成冰核》的文章。文章指出:有可能用一个一般的热碘化银发生器产生含有镀碘化银的二氧化钛微粒的烟雾。这种方法是在发生器的供料中加进绘画中经常使     

一次浙江对流云催化数值模拟试验

为了研究吸湿性催化剂、碘化银催化剂及两者的联合催化效果,利用双参数三维对流云催化模式,对浙江南部一次对流云降雨过程分别进行盐粉暖云催化、碘化银冷云催化和冷暖混合催化试验,对比研究不同催化方案对对流云降雨的可能影响。结果表明:盐粉催化导致先增雨后减雨,主要通过盐溶滴与云滴碰并增长,及雨滴碰并和霰粒子碰冻过程消耗。在上升气流区和降雨前期进行催化的增雨效果更好,30 μm粒径的盐粉催化剂量为12.5/L时,可增加降雨量17.8%。在降雨过程的不同发展阶段进行AgI催化,表现出先减雨后增雨的催化效果。盐粉和碘化银的联合催化,由于两者催化效果的不同步,使得不同吸湿性催化剂和碘化银催化剂量配置会导致不同的催化效果。当30 μm的盐粉,催化剂量12.5/L,联合碘化银100/L的冷区催化,可取得19%的增雨效果。     

碘化银播撒对云和降水影响的中尺度数值模拟研究

通过在WRF (Weather Research and Forecasting) 中尺度天气数值模式中引入碘化银与云相互作用过程, 建立了中尺度播撒碘化银数值模式。研究了碘化银播撒对于中尺度对流天气过程中云和降水的影响, 研究了不同播撒部位、 播撒时间和播撒剂量情况下碘化银的扩散、 传输及其对云中水成物和降水量的影响。研究结果表明, 碘化银在云中的扩散传输过程与播撒的位置有很大关系, 在最大上升气流区播撒的碘化银能随着气流更快地扩散到云体上部过冷水含量丰富的区域, 播撒在云上层入流区和云下层入流区的碘化银扩散到云中过冷水区需要时间更长, 同时有大部分停留在云体边缘。碘化银能与云中过冷水相互作用, 消耗过冷水使云中冰晶数浓度明显增加, 从而使霰粒子转化减少, 过冷水更多地转化为雪粒子, 过冷水凝结释放出潜热使上升气流增强, 促进了对流发展。由于雨水含量的增加, 地面降水也出现增加。碘化银播撒率对地面降水量影响很大, 当播撒率为0.6 g/s时, 播撒对降水的影响时间超过4小时, 增雨的效果更好。播撒率为0.1 g/s时增雨效果不明显, 当播撒率为1.2 g/s 时, 对总降水可能出现抑止作用。对比碘化银播撒率为0.6 g/s时12小时地面增雨量, 在云上层入流区播撒碘化银试验中, 地面增雨量比对最大过冷水含量区的催化试验提高了48.7%, 最大上升气流区播撒试验增雨效果最好, 地面增雨量比在最大过冷水区域播撒提高了72.1%。     

地面碘化银冰核发生器

·引言·碘化银至今还是应用最广泛的播云催化剂之一.碘化银冰核的发生方法基本可分为,溶液喷撒法、爆炸法、烟火法和溶液燃烧等四种.国外很少用前两种方法,原因是成核率比较低;后两种方法国外应用得很普遍.就后两种方法来说,一般认为溶液燃烧法比烟火法要经济,花费约为1与4之比.我国在人工影响天气方面对碘化银冰核的发生方法研究的还很不够,使用得最广泛而又最有效的是三七人工降雨弹.但其产生碘化银冰核的方法是爆炸法,成核率较之燃烧法要低;同时,只能在交通比较方便的地方使用,耗费的人力和物力都较大.