干冰人工降雨的原理、条件和过程

POST TIME:2017-03-07 09:59 READ:

人工降雨的实践中,通常是用飞机、火箭和火炮在冷云中撒下干冰等物质进行人工降雨。基本原理是把干冰放在空气中能迅速吸收大量的热使周围的温度快速降低,使水蒸气液化成小水滴,从而降雨的目的。另外,碘化银AgI等物质也具有类似的性质。

干冰人工降雨的原理、条件和过程

我们了解一下干冰

干冰是固态的二氧化碳,在常温和压强为6079.8千帕压力下,把二氧化碳冷凝成无色的液体,再在低压下迅速蒸发,便凝结成一块块压紧的冰雪状固体物质,其温度是零下78.5℃,这便是干冰

干冰蓄冷是水冰的1.5倍以上,吸收热量后升华成二氧化碳气体,无任何残留、无毒性、无异味,有灭菌作用。它受热后不经液化,而直接升华。干冰是二氧化碳的固态,由于干冰的温度非常低,温度为零下78.5℃,因此经常用于保持物体维持冷冻或低温状态。

人工降雨的原理和应用

干冰人工降雨的原理、条件和过程

人工降雨是用飞机、火箭和火炮在冷云中撒下干冰、碘化银、碘化铝、硫化铜、间苯三酚和尿素等,或用飞机在暖云中播撒食盐、氯化钙、硝酸铵等吸湿性物质或樟脑、矽胶等表面活性物质,从而达成降雨的目的。

人工降雨在军事中有着广泛的应用。人工降水,可造成洪水泛滥和交通阻塞。在越南战争期间,美国的人工降雨给越方作战物资的运输带来了极大的困难。
人工降雨还可以解除或缓解农田干旱、增加水库灌溉水量或供水能力,或增加发电水量等。中国最早的人工降雨试验是在1958年,吉林省这年夏季遭受到60年未遇的大旱,人工降雨获得了成功。1987年在扑灭大兴安岭特大森林火灾中,人工降雨发挥了重要作用。

人工降雨的方法有四种:降温、结晶剂、吸湿剂和水雾.。其中氯化银主要是作为结晶剂的。

其基本方法,是根据云的性质,分别向云体内播撒制冷剂(如干冰、丙烷等)、结晶剂(如碘化银、碘化铅、间苯三酚、四聚乙醛、硫化亚铁等)、吸湿剂(如食盐、尿素、氯化钙)和水雾等,以改变云滴的大小、分布和性质,改变或加速其生长过程,达到降水或消云的目的。

云是由水汽凝结而成;而云的厚度以及高度通常由云中水汽含量的多寡以及凝结核的数量、云内的温度所决定。

干冰人工降雨的原理、条件和过程

人工降雨的条件

一般来说,云中的水汽胶性状态比较稳定,不易产生降水,而人工增雨就是要破坏这种胶性稳定状态。

通常的人工降雨就是通过一定的手段在云雾厚度比较大的中低云系中播散催化剂(干冰、碘化银)从而达到降雨目的。

一是增加云中的凝结核数量,有利水汽粒子的碰并增大;二是改变云中的温度,有利扰动并产生对流。而云中的扰动及对流的产生,将更加有利于水汽的碰并增大,当空气中的上升气流承受不住水汽粒子的飘浮时,便产生了降雨。

人工降雨干冰的变化过程

干冰人工降雨的原理、条件和过程

干冰是固体的二氧化碳,由二氧化碳凝华而成的。由于它的化学性质,干冰升华(由固态变成气态)时会吸收大量热。当它投放到云层中时就会吸热升华,从而使云层迅速降温,让云层中的一些水蒸气和小水滴凝成小冰晶或大的水滴,达到人工降雨的效果。其实这种人工降雨对云层的要求不低,从而人工降雨也不是随便就行的。

干冰射入冷空气层,干冰升华(固体变为气体),在升华过程中辉吸热,使周围冷空气层的温度会急剧下降,这是冷空气层中的水蒸气便会凝华,形成小冰晶(气体变为固体)。小冰晶逐渐变大后落下,在落下的过程中遇到暖气就会熔化而形成雨水(固体变为液态)。所以分别有升华、凝华、熔化这个三个物态变化过程。



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