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第一篇：人工影响天气原理
人工影响天气摘要
人工影响天气是用人为手段使天气现象朝着人们预定的方向转化，如人工降水、人工降雹、人工消云、人工消雾、人工削弱台风、人工抑制雷电、入工防霜冻等。
概述
人工影响天气()用人为手段使天气现象朝着人们预定的方向转化，如人工降水、人工降雹、人工消云、人工消雾、人工削弱台风、人工抑制雷电、入工防霜冻等。人类活动无意识地使天气发生变化，如都市对天气的作用等，不属于人工影响天气，而称为人类对大气的无意识影响。人工影响天气主要是利用云(雾)的微物理不稳定性。例如在温度低于0℃的冷云中往往存在着大量未冻结的水滴，播撒成冰催化剂可使它们转化为冰晶以促进水滴的形成，释放的潜热会改变云的热力、动力结构，在不同场合下可以促进降水、减少冰雹、消云(雾)或者减小台风风力;在暖云(雾)中播撒大小适当的盐粉可以促进雨滴的生成，在不同场合下可以促进降雨或者消云(雾)。从自然变化中把播云造成的变化区分开来是很困难的，因此人们对于人工影响天气试验的效果存在着不同的看法和估价。
总之，除人工消除过冷雾的技术比较成熟，已在一些重要机场投入使用外，总的说来，人工影响天气尚处于试验研究阶段。
简史
从避雷针开始，到往云层里播撒食盐、干冰和碘化银，影响天气的尝试，几乎可以说古已有之。首次有科学根据的人工增雨建议是气象经典著作《风暴原理》(1841)的作者美国埃斯皮(Espy,1839)提出的，他认为在潮湿的空气中可用烈火产生上升气流来造云致雨。但是，真正的人工影响天气的科学活动，应该始于1946年的美国。那一年11月13日，谢弗(Schaefer)和冯内古特(Vonnegut)实施了人类首次在云中撒播干冰，5分钟后几乎整个云都转化成雪粒并形成雪幡，这次成功的试验开创了人工影响天气的新时代。
1、从避雷针开始
人类最早影响天气的科学尝试，也许应该追溯到避雷针。避雷针一般认为是富兰克林在1749年发明。实际上首次有科学根据的人工影响天气建议是美国气象学者伊斯派于1839年提出的，他认为在潮湿的空气中可用烈火产生上升气流来造云致雨。
2、不成功的尝试
使用炮击消除冰雹的做法到最近30年才普遍使用，但是最早的尝试是在1896年，一位意大利市长斯汀格使用一个2米高的大炮产生冲击波来消除冰雹，在实验的2年之内没有雹灾发生。1918年，法国科学家把装满液化气体的炮弹发射到空中。1921年和1924年，美国科学家两次用飞机向云层播撒带电沙粒，试图促使云层碰撞而降雨。这些实验基本上都失败了。
3、朗缪尔-沙弗尔实验
历史上首次成功的人造雨雪发生在1946年11月13日，由美国通用电气公司聘请的化学家艾尔文?朗缪尔设计实验，他的助手文森特?沙弗尔驾驶飞机，在马萨诸塞州格雷洛克山上空把2.7千克干冰倒在云层中，引发了一场暴风雪。
4、中国的第一次
中国最早做的人工降雨是在1958年，吉林省这年夏季遭受到60年未遇的大旱。这次作业用的是食盐，由空军二航校的飞行员周正驾驶一架杜-2型轰炸机，在云层播撒了将近200千克。杜-2型轰炸机是当时解放军的主力机型，这次行动也是一次准军事行动。
5、引导天雷
最早的人工引雷实验应该是法国人做的。但纽曼等人利用火箭拖导线技术，于1960年在美国最早实现了真正实用意义上的人工引雷。20世纪70年代，研究者们发现用红外或紫外激光也能实现引雷。
6、阻止飓风
20世纪60年代美国军方秘密启动了“风暴狂人”项目，试图在大西洋上使用人工降雨技术来改变飓风的生成规律。这个计划只对少数的飓风进行了测试，因为资料还未解密，至今也不清楚该项目是否成功。
7、被禁止的气象武器
1967-1972年，美国曾进行过“中间人—爱国者行动”，利用飞机播撒干冰的方法人工降雨，延长雨季，用于截断越南的“胡志明小道”。这一行动先后出动2600架次飞机，造成山洪暴发，杀伤巨大。1978年，一项国际条约禁止将人工影响天气用于军事和敌对目的。
8、中国人的应用
1987年5月，大兴安岭特大火灾中发射了降雨弹4700发，据说在一定程度上减小了火势。20世纪90年代，国外对人工影响天气的兴趣开始减小。2009年2月，中国北方地区发生了38年罕见的干旱，很多地方使用碘化银炮弹促使增加降水，使人工增雨在中国成为新话题。
方法
人工影响天气最主要的方法是播云，即用飞机、火箭或地面发生器等手段向云中播撒碘化银等催化剂，改变云的微结构，使云、雾、降水等天气现象发生改变。
人工影响天气技术人员在作业点将火箭发射架定位
按对象的性质不同,播云所用的催化剂也不同,其催化过程可分为两类：
①冷云催化。温度为0～-30°C的云中，往往存在过冷却水滴，若在这种云中播撒碘化银或固体二氧化碳(又称干冰)等成冰催化剂，可以生成大量的人工冰晶。这类催化剂的成冰效率很高,1克催化剂就可生成数量级为1万亿个的冰晶，使1立方公里云体内产生浓度为1个/升的冰晶。在某些云中，人工冰晶通过伯杰龙过程可形成降水，从而达到人工降水的目的。在强对流云中，人工冰晶能长大成冰雹胚胎，同自然冰雹争夺水分，使各个冰雹都不能长成危害严重的大雹块，这样可达到防雹的目的。在过冷云(雾)中，人工冰晶使云(雾)滴蒸发而自身长大下落，又可达到消云(雾)的目的。在冷云催化过程中释放的巨大潜热会改变云的热力、动力过程，着力于这种动力效应的催化称为动力催化。动力催化可使某些对流云的云体发展而增加降水。在台风云系某些部位的动力催化，可能改变台风的环流结构而削弱其最大风力，从而减轻台风造成的灾害。
②暖云催化。在云中播撒直径略大于0.04毫米的水滴,使它们同云滴碰并,长成雨滴而降落到地面。此法效率很低，每克水大约只能形成几百万个雨滴胚胎。如果播撒大小适当的吸湿性盐粒，也能促成雨滴的生成，且效率比播撒水滴高，每克食盐大约能形成几千万个雨滴胚胎，再通过碰并过程形成雨滴，此法可促使暖云增加降水。在暖雾或某些暖云中播撒盐粒使雾滴或云滴蒸发，盐粒吸湿长大下落，也可达到消雾或消云的目的。
播云的手段有三种：
①地面播撒,通过空气运动,带入云中。此法虽然简易，但催化剂从何处入云，能有多少入云，都很难掌握。
②将催化剂装入火箭弹头或高射炮弹内,发射到云中的预定部位。此法虽迅速和直接,但是载量有限。③用飞机将催化剂直接播入云内。此法机动性强，载量也大，但有时受飞行安全的限制。
除播云方法外,用加热空气的方法消雾或防霜冻,也有一定效果。但此法耗费很大,只能用于很小的范,如机场跑道的消雾和果园的防霜冻。此外，用向上喷射的高温气流以促使空中或云中的局部空气产生对流运动，增加局地的水汽凝结和降水;改变地面状态或在空气中播撒碳黑微粒以吸收更多的太阳辐射，改变局地空气的热力结构。这些方法还处于探索阶段。
人工影响天气涉及多种学科和技术。它的理论基础是大气科学，特别是云和降水物理学。它在试验设计和效果检验中，广泛应用数理统计的成果。在播云催化剂的研究过程中，要用到结晶学和表面化学等学科的知识。催化剂在空中和云中的扩散，涉及了大气湍流和小尺度运动。在观测技术方面，涉及气象要素和云中微粒的测量技术、气象雷达(包括多普勒雷达、双波长雷达)技术、微波探测技术、气象卫星测量以及示踪剂测量、超微量化学分析等。在播云技术方面，涉及火箭、炮弹和烟火剂等的设计和制作问题。在数值模拟的进展方面，则依赖于电子计算机的发展状况。从另一方面说，人工影响天气的开展，也促进了大气科学及有关领域的发展。
第二篇：人工影响天气试题
人工影响天气试题
一、填空题（40分）
1、《人工影响天气管理条例》自2002年5月1日起施行，共计 22条。
2、实施人工影响天气作业，作业地的 气象
主管机构应当根据具体情况提前公告，并通知当地公安机关做好安全保卫工作。
3、运输、存储人工影响天气作业使用的高射炮、火箭发射装置、炮弹、火箭弹，应当遵守国家有关武器装备、爆炸物品管理的法律、法规。
4、火箭发射控制器的检测电路与升压电路相互(独立)，检测电路用于检测火箭外线路(电阻)，升压电路只在发射状态下用于控制火箭的(发射)。
5、在非作业期间，人雨弹、火箭弹应当由县级以上气象主管机构统一组织清点回收，由军队、当地人民武装部协助存储，作业站点禁止存放。
6.火箭发射架的导轨起(定向)作用，可以调节其(方位)和(仰角)，要求在使用和移运中不(变形)。
7.火箭弹的4个主要组成部分为(发动机)、(尾翼)、(播撒装置)、(伞航)或(自毁装置)。
8、实施人工影响天气作业使用的火箭发射装置，由省、自治区、直辖市（气象主管机构）组织年检；年检不合格的，应当立即进行检修，经检修仍达不到规定的技术标准和要求的，予以（报废）。
9、、经批准的作业站点，必须调查和掌握火箭射程范围内的城镇、厂矿企业、村庄等人口稠密区的分布情况，绘制安全射界图。作业时，火箭的（发射方向）和（角度）应避开上述地点，减少意外事故的发生。
10、作业指挥人员和作业人员应遵守作业规程和业务规范，按照作业装备的（使用方法）和（程序）进行操作、排除故障，禁止违规操作。
11、发生重大安全事故和违法、违规事件时，必须及时（逐级上报），不得（隐瞒不报、谎报和拖延不报）。
12、作业时，严禁超时作业。在申请的作业时间内未完成作业，应（立即停止）；需继续作业的，重新申请（作业时间），批准后方可继续作业。
13、作业时，发射方向应在（射击方位坐标图）界定的范围内，严禁向城镇、人口稠密区、油库、重要电力设施等方向射击。
14、公告要通过（广播）、（电视）、（报刊）、（布告）等方式，广泛宣传公告内容，使作业区人民群众了解作业时的注意事项，最大程度地避免意外事故的发生。
15．《人工影响天气安全管理规定》第四条规定,对于已取得上岗证的作业人员，每年应在作业期前（培训）、（考核）和(上岗证)注册，未通过（考核）的，取消其上岗证。
二、单项选择题（25分）
1、作业点设置应离居民点500以上
(A)300米；(B)500米；(C)1000米；(D)2000米。
2、火箭弹移运时要求有包装，应使火箭弹的轴向与运行方向(垂直)。
3、(A)平行；(B)垂直；(C)倾斜；(D)任何取向均可。
3.《人工影响天气安全管理规定》第十八条规定，地方各级气象主管机构应当制定人工影
响天气作业安全事故处理预案。发生（C）时，必须及时逐级上报，不得隐瞒不报、谎报和拖延不报。
(A)哑弹；(B)申请不下空域；(C)重大安全事故和违法、违规事件；(D)降水停止。
4.进行火箭人工增雨、防雹作业时，一般火箭发射架的仰角应选择在以下哪个范围？A
(A)45°～65°范围；(B)45°～80°范围；(C)30°～65°范围；(D)﹥45°范围。
三、简答题（20分）
1．当前，我国的人工影响天气管理法规主要包括哪些？
答：主要包括《中华人民共和国气象法》；《人工影响天气管理条例》；国家、国务院气象主管机构关于人工影响天气的规范性文件和规章制度；各省、自治区、直辖市气象主管机构制定的人工影响天气有关各项规章、制度、业务流程等。
2.《人工影响天气安全管理规定》第四条规定,作业人员的培训内容应包括哪些？
答；主要包括有关法律、法规和规定，作业业务规范，作业装备、仪器操作技能和安全注意事项；基本气象知识。
四、论述题（15分）
请论述地面增雨外场作业实施流程
答：
1、指挥中心下达准备作业指令；
2、作业人员根椐指令到达作业地点；
3、调整发射装置；
4、装火箭弹；
5、作业人员向指挥中心报告准备情况；
6、申请空域；
7、指挥中心下达作业指令；
8、发射火箭弹；
9、作业人员向指挥中心报告作业情况；
10、根椐指令撤出作业地点。
五、问答题（共20分，每题5分）1．致冷剂的成核机制是什么？
2．如何严格执行规定，安全、高效地组织实施人工影响天气作业?
AgI常用的三种制备方法各具什么特点，请分别说明。AgI 制备的三种方法：
①溶液燃烧法：把AgI溶于已加增溶剂的丙酮溶液中，经搅匀完全溶化后，喷射至火焰中燃烧。溶液燃烧法主要用于飞机撒播，也可用于地形云人工增雨或山区人工防雹作业，在山坡高处设置地面燃烧炉。
②焰剂燃烧法：为固体燃料发生器，可用于飞机发射或下投，也有火箭焰弹和高炮焰弹。常用碘酸银做试剂，当其分解微AgI时，有多余的氧气释放，能组织AgI的分解，也可添加富含碘的试剂，以抑制AgI的分解作用。
③爆炸法：讲AgI粉末与TNT炸药或红磷、氯酸钾混合物充填于火箭或炮弹头部、用引信发射至云内爆炸。
上述3种制备法各有特点：溶液燃烧法燃烧慢，单炉发生率小，但成核率高；爆炸法瞬间爆炸高温分散，单位时间输出率大，但成核率低，焰剂燃烧法成核率居中。
20.涂有水溶性颜料的滤纸色斑法的原理和方法：是一种地面低速碰撞印痕取样器。在滤纸上涂上敏感显示剂，通过图像分析系统分辨色斑的对比度进行正确的测量和计算，通过微机直接给出谱分布。由地面雨滴谱可计算空中雨滴谱和空中含水量。
1、人工影响天气业务轨道：包括人工增雨抗旱、河流和水库增水、增雪、防雹减灾、机场和公路消雾、森林防火服务、重大活动保障等。
2、人工影响天气定义：为避免或者减轻气象灾害，合理利用气候资源，在一定的有利时机和条件下,通过人工催化等技术手段,对局部区域内大气中的物理、化学过程进行人工影响, 使其发生某种变化,实现增雨雪、防雹、消雨、消雾、防霜等目的的活动, 从而达到减轻或避免气象灾害目的的一种科技措施。
7、滴谱：又称滴径谱，指云，降水粒子个数按其尺度的分布。分为核谱、云滴谱、雨滴谱和冰晶谱、雪晶谱和雹谱，可用表、图、公式来表示。
8、人工增雨作业的潜势条件：大尺度背景+中尺度条件(云和降水处于发展或持续阶段；云层较厚，有持续上升运动；云底较低，有过冷水；冰晶数浓度偏低)
11、人工增雨作业的直接条件：云的宏观结构信息和云的微观结构信息(针对以云为主要对象的人工增雨的各种信息的获取是人影业务发展的瓶颈之一)
18、人工防雹的原理
1）向雹胚形成区播撒人工冰核，通过核化和凝华碰冻，迅速形成毫米尺度的人工雹胚。目的即为：增加雹胚，争食水分。
2）向雹胚形成区播撒巨核盐，形成大云滴，以减小含水量。
3）在云内同时引发动力干扰，发动下沉气流使雹云提前解体，或破坏冰雹增长区的动态平衡流场。
23、在催化剂运载工具中的最佳选择 飞机、地面燃烧炉、火箭、高炮
飞机：特点：直接云中播撒最佳选择，机动性强，播撒均匀，覆盖范围广。火箭、高炮：特点：目标准，播撒集中，冰核数浓度高；适合对流云人工增雨和防雹地面AgI丙酮溶液燃烧炉：特点：经济、方便、不受空域限制适合山区地形云增雨和防雹
24、人工抑制闪电：
（1）在云内播撒人工冰核，加强云内冰晶化过程，以削弱起电机制功率；（2）在云内播撒金属箔针，增加电晕放电，从而降低电位梯度；（3）进行人工引发雷电作业；（4）在雷暴云内阻止产生闪击。
25、云的生成过程：由于大气压随高度增加而降低，所以当空气团作垂直上升运动，会因绝热膨胀而降低温度。如果空气团内包含足够量的水汽，虽然开始时没有达到饱和，但只要能维持足够长的上升运动，由于绝热膨胀而降温，最终达到饱和而生成云。
26、空气团的上升运动据其起因可分为如下四种： 湍流、对流、地形抬升和缓慢大范围的辐合抬升。
27、膨胀降温、辐射冷却及增加水汽可加速形成云雾。
28、控制积云发展的因子：控制积云发展的因子除了大气层结的稳定度和水汽等基本条件以及启动积云发展的抬升条件外，还有两个因子：积云内外的空气混合，环境风的垂直切变。
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