人工增雨的催化劑

人工增雨的催化劑有哪些?你知道嗎?鹽的用途很多,除了可以食用外,也是人工增雨的主要催化劑之一。那麽(me) ,此刻的你是否會(hui) 冒出一個(ge) 想法:到廚房抓上一把食鹽,往空中的雲(yun) 層一撒,能否達成增雨目的?其...

人工增雨的催化劑有哪些?

你知道嗎?鹽的用途很多,除了可以食用外,也是人工增雨的主要催化劑之一。

那麽(me) ,此刻的你是否會(hui) 冒出一個(ge) 想法:到廚房抓上一把食鹽,往空中的雲(yun) 層一撒,能否達成增雨目的?

其實不能。一般來說,一顆食用鹽粒直徑大約為(wei) 0.1毫米,即100微米左右。這個(ge) 頭,對於(yu) 絕大多數食物來說,是十分微小不過。但對於(yu) 空中的水汽來說,一顆食鹽鹽粒卻是個(ge) 頭巨大的家夥(huo) ,因為(wei) 在沒有形成降雨的雲(yun) 層裏,一般來說,水汽分子的大小隻有5-10微米。將一把食鹽鹽粒拋向空中的雲(yun) 層,猶如是往棉花糖上丟(diu) 鉛球,因重力原因,鹽粒已達到下落標準,會(hui) 穿過雲(yun) 層直愣愣地往下落。所以可以想象,當作業(ye) 人員在飛機裏向雲(yun) 中拋撒一把食鹽,鹽粒會(hui) 飄飄灑灑地落下去,而雲(yun) ,還是那片雲(yun) 。

那麽(me) ,鹽是如何做到對雲(yun) 增雨的呢?

鹽主要用於(yu) 暖雲(yun) 增雨。暖雲(yun) 自然降水時,雲(yun) 滴直徑一般要達到100微米以上,才可以打敗上升氣流,形成雨滴往地麵落。當暖雲(yun) 中水汽十分充沛,水汽粒子直徑一般隻有5微米到10微米,這些粒子自由地懸浮在空中,因為(wei) 自身非常輕,並不會(hui) 往下掉。如果抓住時機往雲(yun) 中播撒鹽粉,因為(wei) 鹽粉的到來,水汽粒子便團結一處,等到水汽粒子直徑增長到數十微米後,依然不斷與(yu) 周圍小水滴碰撞合並,克服上升氣流變成雨滴落下來。

因此說,鹽作為(wei) 吸濕劑增雨是事實,也確有年頭。隻是要增雨,就要先給鹽粒做好“瘦身”工作。早期給暖雲(yun) 增雨的鹽粒,經過物理方法進行研磨,直到其直徑小到30微米左右。但因為(wei) 個(ge) 頭還是偏大,當把這些鹽粉撒進雲(yun) 中,產(chan) 生的增雨效果並不是很好。

經過反複實踐,現在采取的是化學方法,通過物質間的燃燒反應,產(chan) 生1微米以下的鹽粒(氯化鉀、氯化鈉)。這些鹽粒因個(ge) 子微小,很適合作為(wei) 雲(yun) 中水汽的玩伴,它們(men) 被送進雲(yun) 中,能與(yu) 水汽分子們(men) 緊密結合,在這個(ge) 過程中不斷吸濕、碰撞、變大。經過實驗證明,播撒同等體(ti) 積的鹽粉,直徑越小的鹽粒,催生出的雨水也越多。

在實際操作中,用人工方法對冷雲(yun) 增雨更為(wei) 常見。通俗來講,就是通過催化劑使得雲(yun) 中的冰晶越來越多、越來越大,然後沉降融化成雨。冷雲(yun) 增雨的催化劑有成冰劑(比如碘化銀),還有能使氣溫驟降的製冷劑(比如幹冰、液態二氧化碳、液態氮等)。

總結來說,人工影響天氣催化劑分為(wei) 成冰劑、致冷劑和吸濕劑三類。

成冰劑:主要用於(yu) -6℃~-20℃的冷雲(yun) 催化作業(ye) 。碘化銀是很常用成冰劑之一,其晶體(ti) 結構與(yu) 冰晶相似,是製造冰晶的高手。碘化銀微小顆粒主要通過化學方法獲得,在人影飛機上,工作人員把一定比例的化學成分和助燃劑點燃,當溫度達到2000℃以上時,生成的碘化銀瞬間氣化,在空氣中遇冷又快速凝華,微小的碘化銀粒子立即進入雲(yun) 層進入工作狀態參與(yu) 成冰。一般來說,每克碘化銀中能分化出1013到1014個(ge) 碘化銀粒子。

致冷劑:用於(yu) 0℃~-6℃對流雲(yun) 或層狀雲(yun) 催化作業(ye) ,有幹冰、液氮、丙烷等成員。幹冰是固體(ti) 的二氧化碳,它的升華溫度是-78.5℃,增溫後直接由固態升華成氣態,1克幹冰能產(chan) 生出幾百億(yi) 個(ge) 冰晶,是個(ge) 製冷能手。液氮的沸點為(wei) -195.8℃,丙烷的沸點為(wei) -80℃,其工作原理與(yu) 幹冰相似。

吸濕劑:用於(yu) 0℃以上暖雲(yun) 催化作業(ye) 。有氯化鈉(食鹽)、氯化鈣、硝酸銨、尿素等成員,1克食鹽能催化出幾千萬(wan) 個(ge) 雨滴胚胎。

從(cong) 重量來說,1克催化劑能催化出一千至幾百億(yi) 不等的冰核或雨滴胚胎、冰晶,因此每次作業(ye) 隻需少量催化劑就能高效完成任務。

從(cong) 成分來說,比如致冷劑幹冰、液氮,參與(yu) 完成增雨任務後,汽化成為(wei) 二氧化碳和氮氣——它們(men) 都是空氣的組成成員。再比如吸濕劑食鹽、尿素等,它們(men) 原本就來源於(yu) 自然界,增雨結束後又回歸自然界。所以說,它們(men) 都屬於(yu) 生態安全的催化劑,當然不會(hui) 汙染環境。

再比如使用頻率較多的碘化銀,飛機增雨作業(ye) 和火箭作業(ye) 的使用量都非常小,經過長期數據監測顯示,作業(ye) 區域水體(ti) 和土壤中積累的銀離子濃度遠低於(yu) 世界衛生組織規定的濃度。

因此,正確使用人影催化劑不會(hui) 造成環境汙染。

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