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云催化剂向云中播撒的用于提供凝结核的物质。[1]

基本信息

  • 中文名称:云催化剂
  • 英文名称:seeding agent
  • 定  义;从地面或空中以飞机火箭或高炮等运载体向云中播撒的用提供凝结核的物质。
  • 应用学科:大气科学(一级学科),大气物理学(二级学科)

冷云催化剂

冷云催化剂的工作原理是利用催化剂良好的成冰性。

大致可分为三类:致冷剂无机冰核有机冰核。无机冰核和有机冰核也称为人工冰核。

致冷剂

致冷剂一般为液态或固态的二氧化碳氮气丙烷。这些常温下为气态的物质,经过压缩降温后变成液态或固态,在过冷云中释放液态或固态的二氧化碳、氮气和丙烷,利用其汽化吸收大量热量,造成局部极度降温,促使过冷水滴冻结形成冰晶。水汽自然冻结的温度是–40℃,干冰(固态二氧化碳)汽化时表面温度达–78℃,通常将直径约为1cm的干冰颗粒,用飞机在云的适当部位播撒。 [2]

无机冰核

无机冰核的代表是碘化银(AgI)。碘化银的成冰机制是通过异质核化过程起成冰核作用,通过不同的作用方式形成冰晶,包括凝华、吸附、浸润冻结和接触冻结成核。经实验测量结果,可得碘化银成冰阈温大致为:接触冻结为–5–3℃,吸附成核为–9~–8℃,浸润冻结为–16~–13℃。碘化银分散性越高,成核率越高。 缺点:在紫外线照射下碘化银易分解,表面结构被破坏,使成冰性能下降。

有机冰核

介乙醛、间苯三酚、1,5二羟基萘、乙酰丙酮络铜是高成冰阈温的有机物。这些有机物的分子具有极性氢键团,高亲水性,是成冰性能好的原因。其具有熔点低、易汽化、无大毒性、易分解的特性。但由于易汽化和分解,小粒子不能在大气中维持较长时间,不利于发挥其成冰作用。

暖云催化剂

暖云催化剂主要是吸湿性盐,如食盐氯化钙尿素硝酸铵等。这些物质吸水性强,无毒性,价格便宜。它们在云中能快速成长为几十微米以上的大云滴,激发重力碰并过程。但由于粒子尺寸较大,播撒作业时要求飞机载量大。

原理

从人工增雨的角度上看,通过释放少量催化剂能量,影响云水分循环的某些环节,提高降水率,破坏胶性稳定状态,达到增加降水的目的。 [3]

因为冷云和暖云降水机制不同,所以云催化剂分为冷云催化剂和暖云催化剂两种。

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参考文献

  1. 中国气象报社. 人工影响天气的催化过程是怎样的?. 2013-08-12. 
  2. [盛裴轩,毛节泰,李建国,等.大气物理学.北京:北京大学出版社,2011]
  3. [盛裴轩,毛节泰,李建国,等.大气物理学.北京:北京大学出版社,2011]