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        人影作業“爆款”裝備盤點

        發布時間:2021年03月16日 來源:中國氣象報 作者:劉釗

          沒有金剛鉆,不攬瓷器活。而想要影響“高高在上”的天氣,沒有高科技的裝備,當然是行不通的。無論是人工增雨、增雪,還是消雹、消霧、消雨、防霜,人們影響天氣的手段,不外乎是將碘化銀、干冰等催化劑播撒到云中適當位置。而為了讓這些催化劑抵達云層,人們創造或利用了各具特點的人工影響天氣裝備。

          飛機:云內播撒的最佳平臺

          如何將催化劑撒到云中?最直接的答案自然是“到云里去撒”。事實上,人工增雨作業飛機確實是云內播撒催化劑的最佳方式。

          飛機適合于對層狀可降水云系的連續增雨作業。當然,將飛機開到云中,并不等于播撒了催化劑,人們還需要多種機載裝備,以完成作業過程。這些機載裝備包括碘化銀末端燃燒器、碘化銀焰彈發射器、液態二氧化碳播撒器、液氮播撒器等,適用于不同的作業目的。安裝有多種播撒裝置的飛機,可以將催化劑直接播入云中,還可裝載探測儀器對作業前后云的宏觀、微觀狀態變化進行追蹤監測。飛機作業機動性強,攜載能力強,可來回飛行,形成“面源播撒”,催化作業面積大,增雨效果好。

          早在1947年,在美國政府主持下,通用電氣公司就開展了第一個人工影響天氣計劃“卷云計劃”,其中投入了B-25、B-17等軍用飛機。數十年間,飛機作為人工影響天氣的作業平臺取得了長足進步,其有效載重、最大升限、最大航程、巡航速度、續航時間等性能都有不同程度的提升。

          另一方面,由于開展人工影響天氣作業時飛行條件往往較為惡劣,在山區、低空飛行時容易遇到危險。因此,人們一直在探索無人駕駛飛機在人工影響天氣中的應用。我國自20世紀90年代初期開始進行無人機研制與試驗,目前已有多種無人機可攜帶碘化銀、鹽粉、尿素、液化丙烷、干冰等催化劑執行人工增雨、消霧作業,并承擔一定的探測任務。

          火箭與高炮:強對流中顯身手

          人們使用火箭或高炮防雹的場面,如同戰爭中的炮兵陣地。只不過大炮不是打向敵人,而是射向空中的云朵。與飛機作業相比,火箭和高炮作業播撒催化劑集中、形成冰核濃度高,特別適合飛機難以進入的對流云作業,以及空中條件惡劣的防雹作業。因此,它們主要在強對流和防雹作業中出場。

          人們利用火箭發射架向空中發射含有催化劑的火箭彈,一枚火箭彈中含有8到15克的碘化銀?;鸺龔椩诘竭_七八千米高空的云中預定位置以后,催化劑被自動點燃,隨著火箭彈飛行沿途燃燒,“線源播撒”,隨風擴散。高炮則是防雹專業戶,炮彈射向云中,在云中爆炸,把催化劑播撒開來,同時爆炸產生的沖擊震動也起到一定的消雹作用。

          當含有碘化銀的炮彈、爆炸類火箭在冰雹生長區或上升氣流區進行小部位、大劑量的定點快速爆炸時,可以迅速增加云中的冰雹胚胎數量,這些胚胎通過爭奪云中含水量,改變云中的微物理過程,可以短時破壞或影響上升氣流結構。

          火箭和高炮具備攜帶催化劑量大、播撒路徑長、發射高度高,操作便利、流動作業能力強等諸多優點。當然,如何準確地將炮彈或火箭發射到有效部位,對人工影響天氣的指揮水平以及工作人員的操作技術都是較大考驗。

          地面煙爐:山區增雨的好手

          無論是飛機還是火箭、高炮,人工影響天氣作業總會引發很大的動靜,最主要的不便,就是作業需要申請空域許可。相比之下,安靜燃燒的地面煙爐可以說是最“沉默”的人工影響天氣裝備。

          人工增雨地面煙爐常用于山區地形云的作業。作業人員將其設置在迎風坡面后,燃燒含催化劑的焰條,通過熱量產生的上升氣流,將人工冰核送入云中。除了山區以外,對于較難或不能申請作業空域許可的城市及周邊區域,地面煙爐也是非常適宜的。

          看似簡單的地面煙爐,實際上也在不斷改進。目前很多地面煙爐可以遙控點火,俄羅斯研制的地面煙爐可將催化劑發射到150米至250米高度后爆炸式播撒。

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