乾冰人工降雨的原理、條件和過程
在人工降雨的實踐中,通常是用飛機、火箭和火砲在冷雲中撒下乾冰等物質進行人工降雨。基本原理是把乾冰放在空氣中能迅速吸收大量的熱使周圍的溫度快速降低,使水蒸氣液化成小水滴,從而降雨的目的。另外,碘化銀AgI等物質也具有類似的性質。
乾冰人工降雨的原理、條件和過程
我們了解一下乾冰:
乾冰是固態的二氧化碳,在常溫和壓強為6079.8千帕壓力下,把二氧化碳冷凝成無色的液體,再在低壓下迅速蒸發,便凝結成一塊塊壓緊的冰雪狀固體物質,其溫度是零下78.5℃,這便是乾冰。
乾冰蓄冷是水冰的1.5倍以上,吸收熱量後昇華成二氧化碳氣體,無任何殘留、無毒性、無異味,有滅菌作用。它受熱後不經液化,而直接昇華。乾冰是二氧化碳的固態,由於乾冰的溫度非常低,溫度為零下78.5℃,因此經常用於保持物體維持冷凍或低溫狀態。
人工降雨的原理和應用
乾冰人工降雨的原理、條件和過程
人工降雨是用飛機、火箭和火砲在冷雲中撒下乾冰、碘化銀、碘化鋁、硫化銅、間苯三酚和尿素等,或用飛機在暖雲中播撒食鹽、氯化鈣、硝酸銨等吸濕性物質或樟腦、矽膠等表面活性物質,從而達成降雨的目的。
人工降雨在軍事中有著廣泛的應用。人工降水,可造成洪水氾濫和交通阻塞。在越南戰爭期間,美國的人工降雨給越方作戰物資的運輸帶來了極大的困難。
人工降雨還可以解除或緩解農田乾旱、增加水庫灌溉水量或供水能力,或增加發電水量等。中國最早的人工降雨試驗是在1958年,吉林省這年夏季遭受到60年未遇的大旱,人工降雨獲得了成功。1987年在撲滅大興安嶺特大森林火災中,人工降雨發揮了重要作用。
人工降雨的方法有四種:降溫、結晶劑、吸濕劑和水霧.。其中氯化銀主要是作為結晶劑的。
其基本方法,是根據云的性質,分別向雲體內播撒製冷劑(如乾冰、丙烷等)、結晶劑(如碘化銀、碘化鉛、間苯三酚、四聚乙醛、硫化亞鐵等) 、吸濕劑(如食鹽、尿素、氯化鈣)和水霧等,以改變雲滴的大小、分佈和性質,改變或加速其生長過程,達到降水或消雲的目的。
雲是由水汽凝結而成;而云的厚度以及高度通常由雲中水汽含量的多寡以及凝結核的數量、雲內的溫度所決定。
乾冰人工降雨的原理、條件和過程
人工降雨的條件
一般來說,雲中的水汽膠性狀態比較穩定,不易產生降水,而人工增雨就是要破壞這種膠性穩定狀態。
通常的人工降雨就是通過一定的手段在雲霧厚度比較大的中低雲系中播散催化劑(乾冰、碘化銀)從而達到降雨目的。
一是增加雲中的凝結核數量,有利水汽粒子的碰並增大;二是改變雲中的溫度,有利擾動並產生對流。而云中的擾動及對流的產生,將更加有利於水汽的碰並增大,當空氣中的上升氣流承受不住水汽粒子的飄浮時,便產生了降雨。
人工降雨中乾冰的變化過程
乾冰人工降雨的原理、條件和過程
乾冰是固體的二氧化碳,由二氧化碳凝華而成的。由於它的化學性質,乾冰昇華(由固態變成氣態)時會吸收大量熱。當它投放到雲層中時就會吸熱昇華,從而使雲層迅速降溫,讓雲層中的一些水蒸氣和小水滴凝成小冰晶或大的水滴,達到人工降雨的效果。其實這種人工降雨對雲層的要求不低,從而人工降雨也不是隨便就行的。
將乾冰射入冷空氣層,乾冰昇華(固體變為氣體),在昇華過程中輝吸熱,使周圍冷空氣層的溫度會急劇下降,這是冷空氣層中的水蒸氣便會凝華,形成小冰晶(氣體變為固體)。小冰晶逐漸變大後落下,在落下的過程中遇到暖氣就會熔化而形成雨水(固體變為液態)。所以分別有昇華、凝華、熔化這個三個物態變化過程。 |