火箭防雹技术探讨及研究

通过对火箭催化剂性能和撒播特点的分析、确定催化剂播撒最佳温度层和高度的方法、火箭防雹作业部位和火箭发射时的角度,提出火箭防雹作业用弹量的近似计算方法,尽可能地避免或减少损失,科学、高效地完成防雹减灾作业。     

用雷达回波参量分析一次飞机人工增雨的播撒效果

应用潍坊气象台的地面雨量、雷达跟踪观测的不同时刻、不同层次的云体变化以及随飞机工作人员通过第一次的播撒与第二次播撒时在飞机上观测到的先水后冰的转化等结果，分析了１９９５年４月２２６潍坊西南部的一次飞机人工增雨播撒效果。结果表明，播撒后雷这回波参量发生了明显变化；随飞机观测有冰水转化产生；影响区内产生了地面降水，非影响区无地面降水。     

AgI焰剂对层状云催化的数值模拟

使用包含详细微物理过程的一维层状云全分档模式,并加入AgI焰剂催化方案,对2007年吉林省长春市一次层状云降水过程进行AgI播撒试验。分别选取云内过冷水含量峰值区(4000 m)、最大冰面过饱和度区(5000 m)和低温度区(5500 m)作为播撒试验区,播撒时间选择云体未充分发展阶段和充分发展阶段。结果显示,在同等播撒剂量下,地面降水对云内AgI播撒高度较为敏感。ST2方案模拟400 min后地面累计降水量增加10.4%。同等条件下,播撒时间越早,催化效果越佳。在充分发展的云体内播撒AgI焰剂,40 min后云内过冷水含水量减少70%以上,表明云内过冷水消耗量与地面雨强增加量之间具有良好的正相关性。4种播撒方案均显示,云内AgI主要靠凝华核化机制产生冰晶,而接触核化机制对AgI核化过程贡献较小。与未催化云体相比,催化后云内冰晶粒子总凝华速率增加明显。同时,地面雨强增加,最大雷达回波强度减小。地面水滴粒子谱分布显示,相比于未播撒时,各播撒方案均使直径400 μm左右的水滴粒子浓度增加1个数量级以上,而水滴粒子谱宽均略有下降,这表明AgI播撒后主要通过增加可降水粒子数量来影响地面降水强度和累计雨量,而对降水粒子谱型拓宽的贡献有限。     

机载AgI发生器工作原理及常见故障的排除

机载ＡｇＩ发生器是催化剂的重要播撒工具,使用方便,安全可靠。我省自１９９３年开始用于飞机人工增雨外场作业,累计作业８０余架次,使用效果良好。本文总结了发生器使用中常见的故障及其排除方法,为进一步搞好外场作业提供保障。１ＡｇＩ发生器工作原理与结构本设备...     

新型AgI末端燃烧器及其在增雨作业中的应用

文章对我国新型AgI末端燃烧器的研制情况、结构和改造及其使用作了介绍,简述了这种新催化工具的特点,结合2002年12月至2004年9月,新型AgI末端燃烧器在河北、河南、青海、山东和北京飞机人工增雨探测作业试验,介绍了新型AgI末端燃烧器在3种增雨探测作业机型中的使用情况,并就其中遇到的问题进行了讨论,对如何结合探测作业飞机上所加载的GPS导航数据记录系统及其它辅助记录数据进行催化作业情况记录进行了说明。     

LC播撒设备研制与播撒试验

研制出一套适于陕西播云作业的液态二氧化碳(LC)播撒设备，开发LC催化技术方法，通过试验得出最佳播撒速率，提高作业效果；根据播云作业需要提出技术指标，并进行地面、空中试验(包括静态、动态试验)。结果表明：LC的纯度是决定喷撒质量的关键；当环境温度较高时LC小粒子浓度较高，谱型较窄，当环境温度较低时粒子谱明显拓宽，峰值浓度降低；地面使用0．6mm喷头，喷撒速率为10～12g／s，喷头距离激光束为10cm时，PMS粒子测量系统检测到LC粒子谱宽在0．5～175pm之间，小粒子平均总数密度为146个／cm^3。冰雪晶平均总数密度为71个／L；陕西春、秋季适宜催化的降水云系云体温度较高，LC宜作为播云首选冷云催化剂。当播撒率为10～12g／s时，作业数分钟后．机载PMS粒子测量系统和地面雷达检测到云物理响应参数与云的本底值对比分析证明：播撒LC有利于云水向雨水的转化，催化效果较好。     

一次降雹过程的AgI系列催化模拟研究

云数值模拟是研究降雹过程和人工防雹试验的重要手段。利用三维冰雹云AgI催化模式,对北京1996年6月10日的一次降雹过程进行AgI不同催化高度、催化剂量和催化时间的系列催化模拟试验,并优选催化方案,为外场防雹设计和作业提供依据。在催化系列模拟中发现,不同催化高度的催化剂均在上升到-5℃高度后开始核化。在2.1~4.9 km高度范围内催化,AgI成核率比较高,防雹效果较好。核化的人工冰晶有效弥补了该高度上自然冰晶的不足。小剂量催化,可在减雹的同时增加部分降雨量,而大剂量催化,在减雹的同时会减少降雨。在催化时间、剂量和高度的系列催化试验中得出,采用在模拟的第15分钟在5 km高度附近播撒AgI,连续4次以5×106 kg-1的催化剂量进行催化,催化效果较好,可减少降雹量约60%,同时可避免降雨量的大幅减少。     

液态二氧化碳(LC)播撒装置应用研究

针对液态二氧化碳(LC)的播撒问题, 给出了其播撒装置的基本特征、播撒率及主要影响因子;用FSSP-100 、2D-C粒子测量仪、三用滴谱仪及能见度仪等设备测定了LC播出物的相态、粒子形状和尺度谱。测定表明:LC播出物为液、固、气态二氧化碳三相共存混合物。液态、固态粒子存在时间约100～101s, 粒子尺度10-1～102μm, 播出物流束中单位体积质量可达3.6 g·m-3。这些测定结果为使用LC作为冷云催化剂提供了可靠依据, 为国内在较暖云顶层状云中开展人工增雨作业提供了合适的催化技术。     

低过冷雨水含量天气过程冰雹形成机制及催化机理模拟1

利用三维全弹性冰雹云模式,对2008年5月24日山东境内一次受高空冷涡影响的大范围冰雹天气过程进行模拟,分析了冰雹的形成机制和催化防雹机理。结果表明:该过程过冷雨水中心位于最大上升气流中心下方,不存在过冷雨累积区,过冷雨水含量最大值仅为4.9gm^-3,但雹云中过冷雨水含量仍然丰富,对雹胚的形成及增长起着重要作用。雹胚以冻滴为主,冻滴胚来源于冰雪晶与过冷雨水碰撞冻结以及雨滴核化过程。冻滴形成后主要以碰并过冷雨水、云水增长。冻滴胚自动转化过程是冰雹数量、质量的主要来源;冰雹形成后,前期主要靠碰并冻滴、霰和过冷雨水增长,后期主要靠碰并过冷云水增长。催化试验表明,播撒57.5g催化剂足以通过"竞争"减雹50%以上,增加AgI剂量,防雹的同时能够兼顾增雨。催化剂用量为230g时,催化后液态降水有所增加,固态降水量及占总降水量的比例减少显著,特别是冰雹。AgI主要以凝华核的作用产生人工冰晶,冰晶凝华增长导致过冷云水、雨水含量降低。催化后雹胚特别是冻滴胚数量增多,对过冷云水、雨水的竞争增强;其平均尺度、质量的减小,降低了向冰雹的转化率。冰雹碰并过冷云水、雨水增长过程被减弱,导致冰雹总质量进一步减少,达到消雹目的。     

增雨防雹火箭弹催化剂播撒技术的对比研究

介绍了HY-1A型增雨防雹火箭弹较传统型增雨防雹火箭弹在催化剂播撒技术方面所做的技术创新,增雨防雹火箭弹催化剂由原来的线性播撒方式改进为体播撒。将线性播撒和体播撒的催化剂扩散分别近似为线源扩散和瞬时点源扩散,基于解析解计算公式近似估算两种播撒方式的催化剂扩散有效区域半径,进而估算有效区域体积。对比发现,给定浓度阈值时,体播撒的催化剂扩散有效区域体积为线性播撒的3.6～7.2倍,且体播撒的催化剂扩散有效区域持续时间较线性播撒持续时间更长。线性播撒和体播撒方式的火箭弹有不同适用对象,后续可进一步改进优化催化剂播撒技术。