四聚乙醛冷云播撒试验简况

碘化银是一种较好的冷云播撒剂,在国内外的人工降水和防雹工作中广泛应用。但碘化银昂贵、稀少,不宜于大量使用。从1973年开始,国内研究了一种新的冷云播撒剂——四聚乙醛。四聚乙醛是一种成冰活性高、价廉、无毒的有机物质,当温度高于-10℃时,其成核率较碘化银高100—1000倍,而价格又比碘化银约低100倍。实验检定结果表明,四聚乙醛有很高的成冰阈温(不低于-2℃),在实验室内,利用简单的汽化—凝结设备,产生的四聚乙     

碘化银冷云催化剂的改进设想

碘化银是一种应用比较广泛的人工影响天气冷云催化剂，广泛地应用于人工增雨和人工防雹，但是通过实际作业和室内实验我们发现常用的碘化银催化剂还存在一些不足之处，主要表现在成核率和成核阐温方面，本文旨在根据常用碘化银在催化应用中的不足，利用当前较流行的纳米技术和纳米材料的生产工艺，通过理论分析和初步的实验结果，阐述碘化银冷云催化剂的改进方案。     

人工降雨的新催化剂——四聚乙醛

随着人工降雨的迅速发展,碘化银的成本高,极需用新的催化剂代替。美国丹佛大学福田矩彦教授研究成功一种能代替碘化银的有机冰晶核。据认为此种冰晶核成本低而且无害。福田教授近十年间,对是否能有代替碘化银的物质进行了研究。     

冷云播撒剂介乙醛研究概况

大气中经常存在着由过冷水滴组成的云,这种过冷却的水云中没有冰晶时,它是相当稳定的。伯吉隆(Bergeron)和芬德生(Findeisen)提出的冰晶效应学说(一旦出现冰晶与过冷水滴共存时,水滴蒸发而冰晶增长,水分从水滴转移到冰晶上),成为近代人工播撒冷云降水的理论基础。与向过冷云中引入冷云成核剂(即人工冰核)制造适量冰晶时,便产生冰晶效应,于是水滴蒸发而冰晶增长,达到一定大小后开始下     

“介乙醛”作为冷云催化剂鉴定会

1975年10月24—30日在陕西省西安市召开了“介乙醛作为冷云催化剂鉴定会”。会议由陕西省科技局主持召开。参加会议的有部分省(市、区)气象局、有关大专院校和化工科研单位,中央气象局也派人参加,共76名代表。     

两种新型冷云催化剂——AAC和苯酐

AAC是有机化合物乙酰丙酮铜络合物的英文缩写,茉酐是邻苯二甲酸酐,这两种有机化合物是从30种以上的有机化合物中,通过云室成冰性能的鉴定筛选出来的,1984年4月底在武汉通过鉴定。 本文综合介绍AAC和苯酐的成冰性能、物理化学特性、毒性情况、价格和来源、小微粒的发生方法和一些野外试验情况。     

新型冷云催化剂IS—5经济效益的综合分析

本根据冷云催化剂IS－5的成冰效率高、用量少、速效和其它特点，以及内蒙古1989年3个地区广泛采用实际情况，从3个方面分析其效益。（1）催化剂本身成栈由于节约飞行时间带来的效益。使用IS－5催化剂后，每个作业区所用的AgI量相对减少，由此可节约8．45万元。因IS－5催化剂较Agl水溶胶重量轻，一次飞行可携带多区作业所需的催化剂，这样可节约飞行费27万元。（2）在内蒙古地区人工增雨作业均增加总降水量的21％。过去每年累计收益为2335万元，使用IS－5催化剂后，由于一次多区作业，效益提高到5813万元，增加效益3478万元。中、西、东部3个地区投入总经费每年按165万元计算，则投入与收益比从1：14．15变为1：35．23。（3）用Simpson模式计算了用IS－5催化积云后对可播度的改善和增雨的潜在效益。对于中积云、浓积云和积雨云，催化后云顶高度基本上是随着云泡半径的增大而增大的，使IS－5催化的云顶高度比用AgI催化的去顶高度高。同样，当积云半径较小时，可播度较小；而当积云半径较大时，可播度就比较大。无论半径小的积云还是半径大的积云，用IS－5的可播度一般都比用Agl的可播度大，平均 约相差3、4倍。对于浓积云和积雨云用Holle公式计算得出用IS－5比用Agl多增加雨量的效益分别为9564．1元和7．23万元。呼和浩特地区每年6、7、8月积云的可播日分别为6、8、8天，积状云有较大的增雨潜力，若对夏季浓积云和积雨云都进行催,则使用IS－5比用Agl增加的效益分别为21．1万元和158．9万元。     

碘化银冷云催化的数值模拟研究

利用加入碘化银冷云催化模块的中尺度数值模式WRF对2014年5月9一11日发生在华北地区的一次降雨天气过程进行了增雨催化数值模拟研究。模式的催化参数根据实际增雨作业信息进行设置,探讨了增雨的效果和机理,并针对催化高度和催化剂量进行了两组敏感性试验。结果表明:在高度5~6 km,温度一20~一15℃左右的冷云区位置引入碘化银冷云催化剂可使地面降水量显著增加。地面增雨开始于作业后30 min左右,70 min左右达到最大,90 min后出现减雨,110 min后减雨效果大于增雨。增雨机制主要为:碘化银的播撤使融化层之上云中的过冷水含量显著减少,冰雪晶的含量增加,雨滴碰并雪的过程和雨滴捕获云滴的过程增强;增加的雪晶下落到暖区融化成雨滴的过程增多,最终造成地面降雨量的显著增加。从微物理过程的量级来看,雪晶粒子的融化是导致降水增加的最主要过程。不同催化高度和催化剂量的敏感性试验结果表明,针对这次过程在过冷云水丰富,温度较低而冰雪晶含量相对较少的高度进行催化效果较好。继续加大催化剂量,可以起到更好的增雨效果。     

“四聚乙醛”的试验

近年来,对人工降雨中云内撒播的引晶成核剂——“四聚乙醛(CH_3CHO)_4”的引用试验,得到了各有关单位的注意。福建省气象局和南京大学气象系对四聚乙醛的汽化扩散与撒播方法进行了试验研究。四聚乙醛是由西安化工研究所合成的。施用方式借发射小火箭爆炸撒布。小火箭内装有 TNT 炸药,目前进行了两种地面爆炸实验:一是把四聚乙醛集中在炸药的中间;一是把四聚乙醛和炸药均匀混合。爆炸后在显微镜下作了对比观察,已有下述初步结果:     

冷云催化宏微观物理响应的探测与研究

2014年4月15日河北省中南部出现一次回流西风槽天气过程,河北省人工影响天气办公室对该天气过程作了飞机云物理探测和增雨作业,并专设飞行航线以研究作业前后云的宏观、微观物理响应。利用机载PMS观测资料,结合雷达、卫星观测资料分析,发现该次降水过程云系特点是上层"槽前云"较弱,下层"回流云"较强,无高云;作业探测过程中云中下沉的降水粒子在"回流云"中增长,该层出现大量直径在3 mm以上的降水粒子;作业层内小云粒子浓度普遍在20 cm~(-3)以上,最大值为300 cm~(-3),大云粒子浓度低于0.02 cm~(-3)。作业后宏微观物理响应包括:作业区FY-2E卫星云图亮温在1 h后由-25℃降到-30℃左右,中云发展,其云顶抬高;雷达反射率因子催化作业后升高,最强达45 d BZ,35 d BZ以上的雷达回波区面积增加;从雷达剖面图上看,强雷达回波区下沉了500~1000 m。机载PM S观测资料显示,作业后云中小云粒子、大云粒子浓度都有增加,降水粒子浓度经历了先降后升的过程,持续时间约25 min。粒子谱呈双峰分布,第二峰在10.5μm;粒子浓度在直径在10.5~150μm区间内呈指数递减,直径在150~1000μm区间内粒子浓度变化不大而粒子直径迅速增长,大于1000μm粒子浓度急降与粒子沉降有关;作业后有效粒子直径向大值方向偏移,平均直径、平方根直径和立方根直径分布频谱变宽,粒子分布更离散。作业后影响区地面雨量增加,影响时间在作业后3 h之内。     

冷云催化剂（液态CO2）的实验测试及其对云微物理结构的影响

本文对研制成的液态CO2播撒设备进行了地面试验。并应用于外场飞机人工增雨工作中。试验结果和应用情况如下：利用水平和垂直分档方案测得液态CO2的最低温度分别为-80．8℃和-54．8℃，且最低温度与喷嘴直径的大小无关；不同喷嘴直径其播撒持续时间不同，适合外场作业的喷嘴直径分别为0．4mm和0.5mm，其播撒持续时间分别为44min和40min。2002、2003年共飞行作业82架次，作业情况良好。同时，利用机载PMS粒子测量系统对2002年7月11日的一次天气过程进行了科研探测并进行了由播撒液态CO2引起的微物理量变化和引晶效应的初步分析。PMS资料分析结果表明，作业后小云滴的总浓度变化不大，但含水量和滴的平均直径约增大两倍．体积直径增加比较多；大云滴浓度明显增多，雨滴浓度减少，含水量增大，而过冷水含量减少，冰晶浓度增大。     

基于迁移学习方法的山东冷云冰晶特征分布研究

为分析冷云中冰晶的分布特征,揭示冰晶增长演变机制,根据冰晶形状和尺度特征分为8类并进行标注,同时标注1类隔断栏进行数据质量控制,将9类标签图像整合并建立图像集,利用迁移学习VGGNet16方法进行识别训练,经训练模型分类准确率达98%。将模型应用到秋季冷云冰晶特征研究中,选取3次积层混合云和3次层状云降水过程,分析冰晶形状在不同温度区间的占比及冰晶谱变化特征,结果表明,温度通过影响冰晶基面与棱面的比值来决定冰晶初始形状分布,相同温度区间积层混合云内球状冰晶和线型冰晶占比高于层状云,低于-12℃后各类冰晶占比相对固定;积层混合云内线型冰晶直径集中在300~800 μm,冰晶谱呈多峰分布,聚合体直径大于600 μm,冰晶谱首尾两端浓度相当,球状冰晶直径集中在120～300 μm,冰晶谱呈单调下降趋势。     

冷云人工增雨催化区的探空判据

为解决冷云人工增雨催化前没有微物理资料确定人工增雨潜力区的问题,文中利用加密探空资料,根据发生贝吉龙过程的条件,分析了适宜冰晶增长的区域和冷云可播区,提出了冷云人工催化的宏观判据。适宜冰晶增长的区域先于降水在高层出现,降水开始时在-1℃层以上存在深厚的冰水转化区,这一区域自高空向下随天气系统自西向东传播。文中还构造了增雨潜力系数和结束冷云催化的判据。降水过程后期根据可播区、准饱和层的分布判断是否继续进行冷云催化。该宏观判据易于在人工增雨作业中使用。     

层状冷云人工增雨可播性实时识别技术研究

该文综合分析了4次层状冷云人工增雨过程的雷达回波、粒子测量系统(PMS)探测资料，以及GPS定位资料，提出应以PMS的FSSP-100探头探测的云中粒子浓度以及2D-C探头探测的云中大粒子浓度作为判别云中可播性的主要技术参量，并发展了层状冷云飞机人工增雨实时监测指挥技术。FSSP-100探测的粒子浓度不小于20/cm3的云区才具有一定的可播性。其中2D-C探测的大粒子浓度小于20/L时，可确定为强可播区，否则为可播区。     

用Excel作逐步回归分析

结合始兴站1965～1994年前汛期部分观测要素实况数据对雨量的回归拟合个例,通俗说明在Excel软件中进行逐步回归分析的详细过程,为中长期预报中应用逐步回归分析作参考.     

用物候作农业气象预报

农业气象预报和情报是当前气象为农业服务的一种重要手段。我们试用了能够综合反映气候变化的植物物候,即利用指示植物物候期编制农事活动和作物发育期预报。这种方法不仅简单易行,符合实际,而且还利于提高预报的准确性。现简介如下:一、适宜播种期预报1.冬小麦适宜播种期预报     

用CAR模型作年旱涝长期天气预报的研究

年旱涝时间序列是一动态系统。我们采用特殊的ＣＡＲＭＡ模型即带受控制项的自回归模型对动态系统进行建模。并试图用较少的状态变量来描述系统的宏观行为。观察结果认为：用３个受控变量就可以描述安康市的年旱涝演变规律，并建立了ＣＲＡ模型。用ＣＡＲ模型作年旱涝预报能达到较高的精度，特别是大旱、大涝年预报效果最佳。试用表明预报与实况的相对误差为８．７％－１２．６％。     

液氮消过冷雾对冷云催化增雨的启示

对用液氮消过冷雾和冷云催化增雨作业的宏、微观条件进行比较，找出其异同点，并根据消冷雾作业所出现的物理响应推演冷云催化后应出现的结果，以弥补飞机云中催化后缺少直接观测资料的缺陷，进而对液氮（LN）增雨效果进行探讨。     

山西春季一次层状冷云的微物理结构特征

利用2009年3月11日机载DMT（droplet measurement technology）粒子测量系统获取的山西层状云探测资料,结合天气、卫星、雷达等,分析了降水性冷云的宏微观结构特征.结果表明,降水云系由高层云和层积云组成,液态含水量变化范围为0 0.42 g/m3.CDP（cloud droplet probe;云粒子探头）和CIP（cloud imaging probe;云粒子图像探头）观测到的粒子数浓度偏大,CDP探测到最大粒子数浓度为451.93 cm-3,CIP探测到最大粒子数浓度为162.78 L-1.本次探测适宜的人工增雨作业温度区间为-11.4-7℃、-4.40℃.高层云上部以冰晶的核化和凝华增长为主;高层云的中下部为冰雪晶活跃增长层;通过凝华、碰并机制高层云降落的冰雪晶粒子在层积云进一步长大.层状云水平分布不均匀特性很明显.统计云滴谱谱型分布发现,双峰型、多峰型出现几率较高,指数型主要出现在层积云的中部和顶部,出现单峰型时LWC（liquid water concentration;液态水含量）小于0.03 g/m3或大于0.1 g/m3.     

用卡尔曼滤波方法作温度预报

针对以往温度定性预报的不足，应用欧洲数值预报产品资料，用卡尔曼滤波的方法对齐市的温度作出了逐日定量预报。预报结果接近主观预报结果，有实际的应用价值。