人工影響天氣科學(xué)技術(shù)講座一、基礎(chǔ)理論和背景知識現(xiàn)代人工影響天氣的科學(xué)基礎(chǔ)

云物理學(xué)是研究有關(guān)云的形成和產(chǎn)生降水過程的學(xué)科。云物理學(xué)與大氣科學(xué)中的很多分支學(xué)科有著密切聯(lián)系，而且是現(xiàn)代人工影響天氣的科學(xué)基礎(chǔ)，因此，云物理學(xué)的研究日益受到重視。大氣光學(xué)電學(xué)氣候變化

輻射平衡

大氣遙感

大氣凝結(jié)核

大氣冰核

溫室效應(yīng)

降水化學(xué)空氣污染

大氣化學(xué)

氣溶膠

大氣輻射

大氣熱力動力

應(yīng)用氣象

大氣光象

雪電天氣系統(tǒng)航空氣象

軍事氣象

建筑氣象

云霧降水人工消云

人工消霧

人工防雹

人工降水

人工影響天氣

云和降水物理學(xué)人工影響天氣的科學(xué)基礎(chǔ)——云物理學(xué)與其它大氣科學(xué)分支學(xué)科的關(guān)系尺度劃分水平尺度時間尺度大氣過程大—大—中—中—中—微—微—微—微—微—微—ζ〉10000km2000—10000km200—2000km20—200km2—20km0.2—2km20—200m2—20m0.2—2m0.2—200mm2.0—200m0.02--2m1天到數(shù)月幾天到數(shù)月1天到10天幾小時到1天幾十分到幾小時幾分到1小時幾十秒到幾分鐘秒到1分鐘秒到1分鐘分到1小時分到1小時秒到1天超長波駐波潮波斜壓波鋒面臺風(fēng)慣性波云團(tuán)雨帶雹線雷暴慣性重力波龍卷深對流短重力波塵卷煙羽機(jī)械湍流雹雨雪云粒子氣溶膠云核冰核

不同大氣過程的水平尺度和時間尺度

大氣中的云物理過程涉及到很寬的空間尺度范圍,從凝結(jié)核到鋒面云系,空間尺度相差1016倍，時間尺度從秒到數(shù)月。下表為參照Hobbs(1981)對大氣過程的水平尺度和時間尺度劃分的各種尺度的大氣過程分類。與人工影響天氣有關(guān)的大氣現(xiàn)象的尺度及其相應(yīng)的檢測手段根據(jù)前述對大氣過程的分類可知，對大氣中的云物理過程進(jìn)行全覆蓋觀測需要采取多種途徑和手段。尺度在200mm以下的粒子測量檢測需采用微物理觀測儀器，更大尺度大氣過程的檢測需要雷達(dá)、遙感、衛(wèi)星云圖及其他手段。人工影響天氣科學(xué)原理和基本概念

云和降水物理學(xué)知識云的形態(tài)學(xué)

云的形態(tài)反映出云形成的原因和動力學(xué)特點(diǎn)。按云狀可將云分成層狀云和對流云兩大類，這兩類云中的上升氣流速度有量級上的差別，上升氣流是形成云的原動力，云的宏、微觀特征主要受上升氣流支配。一個云系通常是由出現(xiàn)在不同高度層的層狀云和對流云構(gòu)成。特征量層狀云積狀云水平范圍持續(xù)時間云中垂直氣流地面降水強(qiáng)度厚度云含水量水分循環(huán)次數(shù)降水效率10―1000km10―100hr0.01―1m/s0.1―10mm/hr0.1―10km0.01―0.1g/m34―400.4―0.51―10km0.1―10hr1―100m/s1―100mm/hr0.1―10km1―100g/m31.5―120.2―0.5層狀云和積狀云特征對照表云的宏觀特征參數(shù)

云的宏觀特征參數(shù)包括：

云底的高度和溫度云頂?shù)母叨群蜏囟仍浦械陀?℃的冷層厚度云中高于0℃的暖層厚度云中0℃層高度

-20℃層的高度云的分層各云層間的干層厚度對流云的水平尺度不同尺度的云帶的寬度和走向

上述宏觀參數(shù)決定了各種不同云物理過程發(fā)生的可能性與進(jìn)一步演變的條件，因而是分析云微物理結(jié)構(gòu)和云物理過程特點(diǎn)的基礎(chǔ)。缺少對云的宏觀特征的了解，往往會帶來微物理分析上的不確定性。云的微物理特征參數(shù)

云的微物理特征是分析云物理過程的基礎(chǔ)。云微物理特征是指構(gòu)成云的各種粒子群的數(shù)密度、質(zhì)量含量，粒子的尺度、質(zhì)量譜和相態(tài)，以及不同粒子的特征尺度，如平均直徑、均方根直徑、均立方根直徑和體積中值直徑等。云中可能出現(xiàn)的粒子包括：霾滴、小云滴、大云滴、雨滴、冰晶、雪晶、霰粒子、冰雹、雪團(tuán)等多種模態(tài)的粒子。根據(jù)云的宏觀特點(diǎn)及其生成、演變階段的不同，在云中可能包括上述一種（如初生的層云）或全部（如成熟的冰雹云）粒子態(tài)。上述不同粒子的尺度可相差105倍，質(zhì)量可相差1015倍，數(shù)密度相差109倍，因此不可能用同一種觀測儀器觀測全部粒子。云微物理背景參數(shù)主要包括云凝結(jié)核、冰核，反映通過核化過程產(chǎn)生云滴或冰晶的微物理背景條件的重要參數(shù)。

云凝結(jié)核（CCN）和冰核（IN）

根據(jù)云的微物理理論和實(shí)驗(yàn)研究，如果大氣非常純凈而沒有雜質(zhì)，則有水汽分子凝聚而生成云霧滴及冰晶是極為困難的。因?yàn)檫@種同質(zhì)凝結(jié)過程要求相對濕度約達(dá)百分之幾百，純凈的水滴凍結(jié)成冰晶也需要-30―-40℃的低溫。這是云微物理學(xué)上的同質(zhì)核化，以這樣的條件，在自然大氣中成云致雨幾乎是不可能的。實(shí)際大氣中成云致雨過程并不罕見，就是因?yàn)榇髿庵袣馊苣z粒子的存在。有些氣溶膠粒子能夠吸附水汽，形成水滴胚胎；或能夠溶于水，形成溶液微滴，它們是云霧滴能夠存在并且長大的基礎(chǔ)。這種能起凝結(jié)核心作用的粒子，稱為凝結(jié)核（CCN）。還有一些氣溶膠粒子能起到成冰核心的作用，有的能和過冷水滴相碰后促使水滴凍結(jié)；或讓水汽先在核上凝結(jié)，再凍結(jié)成冰晶；或讓水汽分子直接在核上生成冰晶胚胎，這種粒子稱為冰核（IN）。這就是異質(zhì)核化。

懸浮在空氣中的大量固態(tài)微粒和液態(tài)微滴稱為氣溶膠質(zhì)粒。在云和降水形成和發(fā)展中有些氣溶膠質(zhì)粒可充做凝結(jié)核或成冰核，直接影響自然云和降水。研究氣溶膠的分布和來源，對云和降水的形成和發(fā)展是非常重要的。大氣氣溶膠粒子氣溶膠粒子分布濃度背景埃根顆粒（cm-3)V(D<1m)m-3

cm-3Vm-3

cm-3海洋遙遠(yuǎn)陸地大陸平均受城市影響城市污染區(qū)100―40050―1002000―50005000―15000105―4*1061―40.5―2.52.5―88―3030―1502―1010―4020―60100―300大氣氣溶膠濃度

局地氣溶膠的增加與自然條件和人為有關(guān)，一般陸地高于海洋，城市高于農(nóng)村由于自然過程和人類活動，造成不斷地有微粒進(jìn)入大氣，大氣中通過物理、化學(xué)過程亦會產(chǎn)生一些質(zhì)粒。我們把大量液態(tài)或固態(tài)微粒在大氣中的懸浮膠性體系稱為大氣氣溶膠，而把懸浮的微粒稱為氣溶膠質(zhì)粒，霧、霾、飄塵、煙霧等都是大氣氣溶膠。氣溶膠質(zhì)粒很小，半徑一般在千分之一微米到一百微米之間，常按直徑D大小把其分成三類：D<0.2微米的稱埃根顆粒，0.22.0微米的稱巨核。它們的數(shù)密度（個/立方厘米）質(zhì)量濃度（微克/立方米）隨時間、地點(diǎn)而變，一般是陸面上的多于海面上的，城市和工業(yè)區(qū)上空的多于鄉(xiāng)村上空的。

氣溶膠質(zhì)?？沙洚?dāng)水滴和冰晶的凝結(jié)核、會吸收和散射太陽輻射及地球長波輻射、會參與大氣化學(xué)反應(yīng)過程，研究它們的濃度、分布和各種理化性質(zhì)是非常重要的。氣溶膠質(zhì)粒的化學(xué)組成十分復(fù)雜，含有各種無機(jī)氧化物、有機(jī)氧化物、硫酸鹽和微量元素等，這方面的研究剛起步，尚待繼續(xù)努力。大氣氣溶膠大氣中的水汽能在其上凝結(jié)而形成小水滴的懸浮微粒稱為大氣凝結(jié)核。一般說來，所有大氣氣溶膠質(zhì)粒都是大氣凝結(jié)核，不過只有那些由可溶于水的物質(zhì)（如硫酸鹽、硝酸鹽、氯化物等）組成的氣溶膠質(zhì)粒，才在實(shí)際上成為真正的凝結(jié)核，因?yàn)楫?dāng)大氣未飽和或稍過飽和時，它們便可吸濕潮解，使水汽在其上面凝結(jié)。我們稱這類核為可溶性凝結(jié)核。那些由不溶性物質(zhì)組成的氣溶膠質(zhì)粒，要在相對濕度超過100%許多才能使水汽在其上凝結(jié)，這類質(zhì)粒中往往只有那些直徑很大的巨核，才有可能成為真正凝結(jié)核，稱之為不可溶性凝結(jié)核。與氣溶膠質(zhì)粒按大小分類一樣，大氣凝結(jié)核也同樣分三類：按半徑r，r<0.1微米的為埃根核、r>1.0微米的稱巨核，中等大小0.1r1.0微米的稱大核。大氣凝結(jié)核的數(shù)密度變化很大，通常是海面上的少（最少可為幾個/立方厘米），城市和工業(yè)區(qū)上空的多（有時達(dá)1兆個/立方厘米），大氣凝結(jié)核隨高度減小很快，不過在整個對流層，只要有水汽，總是不愁沒有凝結(jié)核的。

大氣凝結(jié)核氣溶膠質(zhì)粒中，有一小部分，在低溫下可讓水汽在其上凝華成冰晶，或能讓過冷卻水滴粘在其上凍結(jié)成冰晶，這一小部分氣溶膠質(zhì)粒稱為大氣冰核，用IN記之。大氣氣溶膠質(zhì)粒中，只有極小部分可成為大氣冰核。溫度為-20℃時，典型的冰核濃度為每升1個。濃度與溫度的關(guān)系非常密切，溫度每降低4℃，濃度增加一個量級。世界各地冰核濃度平均約每立方分米空氣有幾個冰核。大氣冰核分為凝華核和凍結(jié)核，它們的半徑大小，一般認(rèn)為凝華核的半徑應(yīng)大于0.1微米，凍結(jié)核的半徑應(yīng)大于0.01微米。關(guān)于大氣冰核的來源，一般認(rèn)為主要是來自陸地表面揚(yáng)起的飄塵，其他來源是人工排放的煙塵、流星灰燼等。大氣冰核在成云致雨過程中擔(dān)當(dāng)重要腳色，對它們進(jìn)行研究是十分重要的。

大氣冰核大氣凝結(jié)核和大氣冰核的分布大氣凝結(jié)核由某些氣溶膠組成的凝結(jié)核，按其大小大致分為：埃根核（r<0.2m

）大核（0.2m<r<1m

）巨核（r>1m

）。

埃根核大核巨核水面上10-102**陸地上10-1061021核的濃度（cm-3）大氣冰核大氣中某些氣溶膠質(zhì)粒在一定的條件下可以核化成為冰核，冰核的濃度隨時間和空間的變化是很大的。溫度為-20℃時，典型的冰核濃度為每升1個。濃度與溫度的關(guān)系非常密切，溫度每降低4℃，濃度增加一個量級。大氣冰核的來源，一般認(rèn)為主要是來自陸地表面揚(yáng)起的飄塵，其他來源是人工排放的煙塵、流星灰燼等。粒子型尺度范圍

(微米)PMS粒子探頭選擇濃度范圍(米3)形成機(jī)制氣溶膠霾云滴霧滴大云滴雨滴冰晶雪晶雪團(tuán)0.01—100.1—102—1002—10040—200200—600010—300300—10000300—10000ASASP-100,FSSP-100量程3ASASP-100,FSSP-100量程3,2FSSP-100量程0,1ESSP-100量程0,1OAP-2D-COAP-2D-C,OAP-2D-POAP-2D-C,FSSP量程0

OAP-2D-POAP-2D-C定性,OAP-2D-P定量1010107—108107—109107—109105—106102—104103—106102—104101--103氣粒轉(zhuǎn)化和原生粒子核粒子吸附水汽凝結(jié)增長,隨機(jī)碰并凝結(jié)增長,隨機(jī)碰并隨機(jī)碰并,重力碰并雪粒子融化,重力碰并冰核核化,凝華增長碰凍,凝華增長攀附增長

云中不同粒子型的尺度范圍凝華（碰并）氣溶膠0.1110102103104D(m)

云中不同模態(tài)粒子的尺度范圍示意圖凝華（碰并）攀附凝結(jié)吸濕霾滴云滴冰晶（大滴）雪晶（雨滴）雪團(tuán)凝結(jié)核冰核（云滴）冰晶（大滴）雪晶一旦微滴增長到半徑稍微超過臨界尺度r*，其平衡飽和比要小于S*，因此，水汽將向微滴轉(zhuǎn)移，即在不增加環(huán)境飽和比的情況下，維持微滴的進(jìn)一步增長，直至增長到云滴尺度。只有當(dāng)微滴超過臨界尺度r*，凝結(jié)核才算真正被激活，從而增長成為云滴。從理論上講，被激活的微滴，可以無限制地增長。由于大氣中總是有足夠的數(shù)量的凝結(jié)核存在，所以當(dāng)相對濕度剛剛超過100%，就會有大量凝結(jié)核被激活，通過凝結(jié)增長長大成云滴，云就形成了。

大氣中存在著不同類型的凝結(jié)核，當(dāng)濕空氣塊絕熱上升而冷卻時，空氣相對濕度逐漸增加，一些凝結(jié)核開始吸附水汽變得濕潤了，當(dāng)相對濕度接近100%時，較大的吸濕性核開始成為凝結(jié)中心。在未達(dá)到臨界飽和比S*（該點(diǎn)臨界尺度為r*）前，要維持微滴的增長，必須使相對濕度不斷增加。這種相對濕度增加并促使微滴增長的過程，可以延續(xù)到相對濕度超過100%。

前述過程達(dá)到了“成云致雨”的“成云”階段，“致雨”還要經(jīng)過的復(fù)雜的微物理過程。理論上，被激活的微滴可以無限制增長，但由于自然云中的云滴是群體增長的，互相爭食云內(nèi)科被利用的水汽。當(dāng)微滴相當(dāng)大或者數(shù)量充分多時，消耗水汽的速率可以超出產(chǎn)生過飽和度的速率，這將阻礙或終止微滴的增長過程?？吭频巫陨砟Y(jié)增長生成的云，其數(shù)密度量級約為每立方米幾百個，半徑約為10微米。通常這種云的結(jié)構(gòu)是穩(wěn)定的，云滴之間互相并合或改變尺度的可能性是很小的，很難形成降水。

只有當(dāng)云的滴群變得不穩(wěn)定了，其中一些云滴通過消耗其他云滴而獲得增長，這時才能發(fā)展成降水。促使云的微結(jié)構(gòu)變成不穩(wěn)定的機(jī)制有兩種：(1)水滴之間的直接碰撞和并合；（2）微水滴和冰晶之間的相互作用。將在下面的降水機(jī)制中講到。暖云降水

在暖云中，云體溫度高于0℃，云粒子全部是液態(tài)的小水滴。云形成初期，因?yàn)橹饕揽磕Y(jié)增長，形成的云數(shù)密度高、尺度小，具有窄譜特征，頂多產(chǎn)生毛毛雨。要使暖云形成較強(qiáng)降水，云粒子必須通過碰并過程，大云滴碰并小云滴長大成足以形成降水的大水滴。啟動碰并過程必須有一定數(shù)量的大滴，當(dāng)云中出現(xiàn)半徑＞20微米的大滴時，云滴將通過碰并過程迅速增長，如果云內(nèi)維持的動力作用越強(qiáng)，最后形成的云滴就越大。云內(nèi)大云滴主要來源于大氣中的吸濕性巨核。碰并碰并碰并冷云降水

冰晶的來源一是過冷水滴的自發(fā)凍結(jié)，但要求的溫度必須低于-40℃，并不容易滿足；另一個來源是“異質(zhì)核化”產(chǎn)生的冰核。在一般的冷云降水中，自然產(chǎn)生的冰晶濃度是很低的，降水效率一般很小。

當(dāng)云體伸展到0℃層以上，而云內(nèi)溫度并不太低的情況下，液態(tài)的云滴并不凍結(jié)，仍以液態(tài)的過冷水存在。一旦云中有一定數(shù)量的冰晶，根據(jù)“水─冰轉(zhuǎn)化理論”，冰晶就會吸收水汽、消耗過冷水滴而迅速增長變大，變大下落的過程中，又會俘獲更多的小水滴繼續(xù)增長，直至下落形成降水。冷云降水由冰晶觸發(fā)，冰晶的多少決定了冷云降水的效率。

人工影響天氣原理和方法我國南方夏季的濃積云、層狀云都屬于暖云。觀測和研究表明：在一些暖云中，由于缺少大水滴，有大量云水沒有被消耗，降水發(fā)展很不充分。所以，向云中引入大水滴或吸濕性核即可促使云中云–水轉(zhuǎn)化。暖云催化通常采用的催化劑為吸濕性物質(zhì)，如鹽粉、尿素（d>100），大劑量（幾公斤–

幾十公斤/Km）。在云降水和人工影響天氣理論中，通常通過人工方法引入云中“最佳”冰核濃度，以提高云的降水效率而增加降水量的催化稱之為“靜力催化”。該原理適用于對冷性層狀云催化。在美國冬季地形層狀云試驗(yàn)和在以色列的冬季過冷云中增雨的長期試驗(yàn)中得到了證實(shí)，是目前國際上對冷性云催化普遍依據(jù)的催化原理。60年代后期，在美國佛羅里達(dá)的熱帶暖積云的人工增雨試驗(yàn)中，提出了“動力催化”的播云原理，其著眼點(diǎn)是增加積云發(fā)展的動力。其具體做法是在云的過冷部分播撒大量人工冰核，使云迅速冰化而釋放大量凍結(jié)潛熱（1卡水結(jié)冰可放出80卡熱量），增加云體浮力，使云能更快更厚地增長，從而能降更多的雨?！办o力催化”和“動力催化”在催化劑的用量上的區(qū)別，前者要求增加冰核1―10個/升，后者為103―104/升。靜力催化動力催化

在人工冰核被發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，1946年11月13日，謝佛爾進(jìn)行了一次歷史性的飛機(jī)播云試驗(yàn)，在一塊云頂溫度為-20℃的層積云中播撒了3磅（1.36公斤）干冰，不到5分鐘時間，云內(nèi)冰晶化，發(fā)現(xiàn)了雪幡，并在蒸發(fā)前降落了1000多米的高度，在飛機(jī)飛過的地方，云張開一個大洞（溝）。謝佛爾高興異常，和他的同事高呼“我們成功了”。這進(jìn)一步證明了干冰在自然云中成冰核的作用，這個意義非常重大，因?yàn)榈侥壳盀橹?，干冰碘化銀仍然是被人們公認(rèn)為最高級且被廣泛使用的冷云催化劑?？梢娭x佛爾的功勞也不小，是飛機(jī)催化云的先驅(qū)者隨后，謝佛爾一直致力于人工影響天氣的研究，直至90年代初去世。1994年在國際人工影響天氣大會上還追憶了他生平對人影的貢獻(xiàn)。科學(xué)結(jié)論：

理論研究和外場試驗(yàn)證明：

在一定的自然背景條件下，在適當(dāng)時機(jī)對云體的某些適當(dāng)部位實(shí)施有科學(xué)指導(dǎo)的人工催化作業(yè)，可達(dá)到人工影響天氣的目的。

過去幾十年來，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和國內(nèi)外大量人工影響天氣科研和外場試驗(yàn)的成果的積累，人工影響天氣的技術(shù)已趨于業(yè)務(wù)化，其作業(yè)方法以發(fā)展成多種多樣，如人工增雨可包括，飛機(jī)人工增雨（穩(wěn)定性層狀云）、火箭人工增雨（地面發(fā)射火箭、目標(biāo)不穩(wěn)定對流云）、高炮增雨（防雹），地面碘化銀發(fā)生器增雨（不受云的類型限制）等技術(shù)手段，對云的催化還可分為：冷云、暖云、混合云，可采用不同的催化劑，采用不同的催化方式。人工影響天氣的催化劑催化劑分為三類：吸濕性巨核、致冷劑和冰核，前者用于暖云催化，后兩者用于冷云催化。1、吸濕性巨核在暖云催化中常用食鹽、氯化鈣、硝酸銨、尿素等。2、致冷劑實(shí)際應(yīng)用的致冷劑主要有干冰（-78.2℃）、液態(tài)丙烷（-187.1℃

）、液氮（-195.8℃）等。3、人工冰核人工冰核是人工影響天氣中應(yīng)用最廣泛、成效最明顯的催化劑，包括無機(jī)類和有機(jī)類。無機(jī)類：碘化銀、碘化鉛、硫化銅等。有機(jī)類：介乙醛、乙酰丙酮絡(luò)銅、苯酐等。1、飛行作業(yè)方案的設(shè)計(jì)

A.對影響作業(yè)區(qū)域的天氣系統(tǒng)及云場結(jié)構(gòu)有大致的了解；

B.收集目標(biāo)云的宏觀特征參數(shù)，繪出目標(biāo)云的宏觀結(jié)構(gòu)，分析云物理過程發(fā)生的可能性與進(jìn)一步發(fā)展的條件；

C.收集目標(biāo)云的各種探測資料，利用云的微物理知識，建立目標(biāo)云的微物理結(jié)構(gòu)的大致圖像；

D.在建立云的微物理圖像的基礎(chǔ)上，大致分析目標(biāo)云內(nèi)不同部位、不同時段內(nèi)，催化云的自然催化能力，過冷水的條件，供水云內(nèi)云滴增長的環(huán)境等；

E.

選擇合適的作業(yè)時機(jī)、部位，依據(jù)作業(yè)飛機(jī)性能和其他客觀條件，制定作業(yè)飛行方案。2、飛行作業(yè)的實(shí)施

A.根據(jù)方案設(shè)計(jì)飛行至目標(biāo)區(qū)，但不能盲目作業(yè)，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場探測的具體資料對作業(yè)方案進(jìn)行修正

B.機(jī)上指揮人員應(yīng)收集：云體特征資料、云滴濃度及分布、過冷水含量及分布、冰晶濃度及分布、冰雪晶的形狀特征、云的垂直溫度結(jié)構(gòu)、飛機(jī)結(jié)冰及顛簸情況等資料，利用這些資料進(jìn)行綜合分析，以判斷作業(yè)條件是否具備及催化劑用量等。

C.及時與地面指揮聯(lián)系，對飛行作業(yè)線路進(jìn)行修正。

D.作業(yè)完后，登機(jī)指揮人員與地面指揮人員應(yīng)將空中和地面探測資料進(jìn)行綜合分析，為制定下一次飛行方案提供科學(xué)依據(jù)。二、國內(nèi)外人工影響天氣進(jìn)展情況人工影響天氣開展規(guī)模目前開展人工影響天氣的國家(以WMO資料和有關(guān)文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì))美國、墨西哥、加拿大、法國、瑞士、波蘭、英國、印度、澳大利亞、古巴、贊比亞、俄羅斯、芬蘭、德國、中國、阿根廷、保加利亞、克羅地亞、意大利、日本、以色列、印度尼西亞、肯尼亞、南斯拉夫、馬來西亞、尼日利亞、菲律賓、印度、南非、西班牙、希臘、泰國、烏克蘭、烏茲別克斯坦。國內(nèi)人工影響天氣開展情況開展地面作業(yè)開展地面和空中作業(yè)未開展作業(yè)省市全國開展地面和空中作業(yè)的省市有18個只開展地面作業(yè)的省市有13個，未開展作業(yè)的省市1個。著名的人工影響天氣外場試驗(yàn)計(jì)劃一、人工增雨1、美國的卷云計(jì)劃，1946-1953年2、以色列增雨計(jì)劃，1960-1975，歷時15年，779個實(shí)驗(yàn)日，其中催化425個，統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)增加降水13-15%，國際公認(rèn)，從此業(yè)務(wù)化3、中國古田水庫增雨試驗(yàn)，1975-1986共計(jì)12年，平均增雨20%4、美國的高原試驗(yàn)（HIPLEX-1,1979-1980），隨機(jī)試驗(yàn)5、美國佛羅里達(dá)積云試驗(yàn)（FACE-2,1978-1980）(FACE-1,1970-1976)6、美國冬季地形云增雨試驗(yàn)（SCCP-1,1982-1983）7、WMOPEP計(jì)劃，西班牙，得出了一些重要結(jié)果，第二期計(jì)劃中斷8、印度夏季暖云增雨試驗(yàn)（1973-1986）14年，一般00層6Km。云頂高為5Km。催化劑為鹽粉∶滑石粉（10∶1），10μm大小直徑鹽粒子，交叉試驗(yàn)，兩個日標(biāo)區(qū)在云底播撒，200-300m播撒，劑量3-10㎏/㏎

，增水20%，=0.04（催化指標(biāo)LWC>0.5g/

㎡,云厚大于1Km）9、巴西暖云試驗(yàn)，80年代末，1992年結(jié)束10、泰國人工增雨計(jì)劃，清邁Chingmai,Thailand11、中國北方層狀云人工降水試驗(yàn)研究

1980-1990國際上曾開展過的人工影響天氣外場試驗(yàn)計(jì)劃(PROJECTS)人工影響天氣學(xué)術(shù)活動國際云降水物理學(xué)術(shù)會議（1954-2000）為推進(jìn)全球云物理和人工影響天氣的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究，在WMO及有關(guān)國際學(xué)術(shù)組織的主持下（ICCPAREP等），共組織了13次國際云降水學(xué)術(shù)會議和7屆人工影響天氣學(xué)術(shù)會議。河北從1992年以來開始出席有關(guān)會議，共參加過4次大型國際會議，發(fā)表論文近20篇。年代會議名稱會議地址論文數(shù)量備注1954第一屆國際云降水物理會議瑞士-蘇黎士1959第二屆國際云降水物理會議意大利1961第三屆國際云降水物理會議澳大利亞50篇1965第四屆國際云降水物理會議日本>100篇1968第五屆國際云降水物理會議加拿大150篇1972第六屆國際云降水物理會議英國150篇1976第七屆國際云降水物理會議美國-布爾德130篇1980第八屆國際云降水物理會議法國200篇中國首次派專家高有喜參加1984第九屆國際云降水物理會議蘇聯(lián)-塔林200篇趙柏林當(dāng)選為執(zhí)委1988第十屆國際云降水物理會議德國280篇1992第十一屆國際云降水物理會議加拿大400篇河北被入選交流論文4篇1996第十二屆國際云降水物理會議瑞士-蘇黎士30篇河北被入選交流論文5篇2000第十三屆國際云降水物理會議美國-內(nèi)華達(dá)355篇河北被入選交流論文4篇國際人工影響天氣科學(xué)會議（1971-2000）年代會議名稱會址論文數(shù)量備注1971國際人工影響天氣學(xué)術(shù)會議澳大利亞美國氣象學(xué)會和澳大利亞科學(xué)院聯(lián)合召開1973WMO第一次國際人工影響天氣學(xué)術(shù)會議蘇聯(lián)-塔什干501976WMO第二次國際人工影響天氣學(xué)術(shù)會議美國-科羅拉多761980WMO第二次防雹專家會議1980WMO第三次國際人工影響天氣學(xué)術(shù)會議1981WMO第三次防雹專家會議1985WMO第四次國際人工影響天氣學(xué)術(shù)會議美國-夏威夷14399個國家70多位學(xué)者出席，新疆氣象局人影辦副主任鄭國光出席，會議入選我國論文11篇1989WMO第五次國際人工影響天氣學(xué)術(shù)會議中國-北京17427個國家94個代表參加。1994WMO第六次國際人工影響天氣學(xué)術(shù)會議意大利-派斯圖穆30多個國家150位學(xué)者出席，中國出席4人，其中河北出席1人，河北被入選交流論文4篇1997WMO云降水和數(shù)值模擬學(xué)術(shù)研討會墨西哥城6030多個國家50多位學(xué)者出席，中國出席3人，其中河北出席1人，河北被入選交流論文4篇1999WMO第七次國際人工影響天氣學(xué)術(shù)會議泰國-清邁15533個國家220位學(xué)者出席，中國出席24人，出席21篇，大報(bào)16篇。其中河北出席1人，河北被入選交流論文5篇國內(nèi)全國性人工影響天氣學(xué)術(shù)會議(1950-2000)年代會議名稱會址會員及論文備注1958第一次全國人工降水工作會議北京中央氣象局及8個開展人工增雨的省份代表出席國家科委主持1959全國防雹技術(shù)交流會云南國家科委、科協(xié)及22個代表出席，共82人中央氣象局、中國氣象學(xué)會主持。1960.1.第二次全國人工影響天氣學(xué)術(shù)會議北京25個省份100人出席國家科委、中科院及中央氣象局主持1960.12.第三次全國人工降水學(xué)術(shù)會議北京13個省份60多人出席中央氣象局主持1964第四次全國人工降水學(xué)術(shù)會議北京─科學(xué)會堂40人1972.第五次全國人工降水會議湖南─長沙217人，報(bào)告論文100多篇1975.第六次全國人工降水會議（防雹經(jīng)驗(yàn)交流）四川210人出席，論文134篇1978.第七次全國人工影響天氣會議廣西─南寧81個單位，217人出席，報(bào)告論文288篇鄒竟蒙主持。1980.第八次全國人工影響天氣學(xué)術(shù)會議安徽─黃山92人出席，論文87篇1982.全國雹云物理討論會蘭州56人出席，論文69篇中國氣象學(xué)會主持年代會議名稱會址會員及論文備注1986.第九次全國云物理和人工影響天氣學(xué)術(shù)會議呼和浩特129人出席，論文175篇1987.全國人工影響天氣科技政策研討會秦皇島52人出席以專家領(lǐng)導(dǎo)為主，討論政策1988.第十屆全國云物理及人工影響天氣學(xué)術(shù)會議長春160人出席，論文242篇中國氣象學(xué)會主持199290年代人影發(fā)展研討會北京24位專家、領(lǐng)導(dǎo)出席1992第十一屆全國人工影響天氣和云降水學(xué)術(shù)會議河北─承德171人出席，論文122篇中國氣象學(xué)會主持1995全國人影綜合技術(shù)軟件系統(tǒng)演示交流會長春24個省代表出席河北省在大會上作了“PMS資料處理系統(tǒng)”演示1996第十二屆全國云降水物理和人工影響天氣學(xué)術(shù)會議北京200人出席，論文230篇中國氣象學(xué)會主持1998.第三屆全國減災(zāi)學(xué)術(shù)討論會北京200人出席，論文270篇中國科協(xié)主持。大會設(shè)12個論壇，人工增雨、防雹論壇為其中之一。1998中國云物理、人工影響天氣40年進(jìn)展和展望學(xué)術(shù)討論會廬山200人出席，論文270篇中國氣象學(xué)會、氣科院、中國氣象局聯(lián)合主持2000第十三屆全國人工影響天氣學(xué)術(shù)會議西安260人出席，論文265篇中國氣象學(xué)會主持。鄭國光出席會議并講話四、人工影響天氣存在的主要科學(xué)技術(shù)問題由于人工增雨作業(yè)地區(qū)的擴(kuò)大，播云覆蓋區(qū)不斷增加，人工增雨的下風(fēng)方效應(yīng)可能是一個值得的重視的問題。下風(fēng)方效應(yīng)在60年代提出，近來對的一些天氣系統(tǒng)的數(shù)值模擬研究結(jié)果表明，催化后40分鐘開始有降水的增大，增雨寬度為140分鐘，催化后190分鐘降水開始減少，對于不同的云系時間寬度可能不同。但不可忽略的是，雖然總的降水量是增加的，但有的地區(qū)則可能降水有所減少。有關(guān)這一問題還需要進(jìn)一步研究，在增雨作業(yè)時宜考慮降水的再分配，如何合理調(diào)配宜綜合考慮。

（一）催化技術(shù)上的問題

根據(jù)有關(guān)冰核活化過程的研究結(jié)果。以不同核化方式核化，對冰核物質(zhì)的成核率有重要影響。研究結(jié)果表明，接觸凍結(jié)核化有最高成核率，浸入凍結(jié)成核率大大降低。把催化物質(zhì)在云底和云內(nèi)較低部位引入，核粒進(jìn)入云滴將以浸入凍結(jié)方式核化，可能會使成核率大大降低。所以選擇合適的催化高度和催化方式是非常重要的。目前許多地面作業(yè)設(shè)備由于其催化部位太低，影響了作業(yè)效果。

（二）人工增雨作業(yè)后，云與降水的物理變化監(jiān)測

機(jī)載PMS粒子測量系統(tǒng)的使用，提供了檢驗(yàn)人工催化后云微結(jié)構(gòu)變化特征的手段。但由于自然云系中云結(jié)構(gòu)的復(fù)雜多變，往往很難從自然起伏變化中觀測到確切的結(jié)果，這類試驗(yàn)需要周密的設(shè)計(jì)，按各選擇作業(yè)對象，在對自然云結(jié)構(gòu)及其變化規(guī)律有充分了解的情況下才能實(shí)現(xiàn)。

（三）人工催化作業(yè)后的下風(fēng)方效應(yīng)

在目前開展的人工影響天氣活動中，人工增雨和人工方雹的效果檢驗(yàn)是最困難的。

如何快速準(zhǔn)確、定量評價人工影響天氣的效果仍然是一項(xiàng)難題，以人工增雨為例，人工增雨的效果可以由下式給定：

R=R0+Ri式中R0為自然降水量，Ri為人工增雨量，催化后的降水量R是可測的（目前一般采用氣象站觀測網(wǎng)所測雨量），但就目前的技術(shù)水平而言，R0還無法給出精確的值。根據(jù)對成功的人工增雨試驗(yàn)進(jìn)行測算，人工增雨的增加量一般在6-30%之間，這個增雨量在預(yù)報(bào)雨量的誤差范圍之內(nèi)，所以，如何給出自然降水的精確的定量，是最準(zhǔn)確確定人工增雨效果的關(guān)鍵，這也是大氣科學(xué)界包括天氣預(yù)報(bào)學(xué)家共同面臨的難題。我們應(yīng)共同努力為之奮斗。（四）人工影響天氣的效果檢驗(yàn)

（1）隨機(jī)檢驗(yàn)

由于隨機(jī)檢驗(yàn)方案要求放棄一半適宜作業(yè)的機(jī)會，國內(nèi)外的業(yè)務(wù)性人工增雨作業(yè)大都不能采取這一方案，很難被支持者項(xiàng)工作的受益部門接受。（2）統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)仍是目前檢驗(yàn)效果的主要手段。由于降水云系中適宜催化的部位只在某些時段和高度內(nèi)出現(xiàn)，因此在任何統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)方案中，都要肯定作為催化樣本的，應(yīng)是在適宜催化部位通過催化而顯著改變了云中微物理過程的的那些個例。所以了解降水云系中適宜催化的部位，采取有效的催化手段是進(jìn)行效果檢驗(yàn)的的基礎(chǔ)。效果檢驗(yàn)與物理方案設(shè)計(jì)、作業(yè)條件選擇、催化技術(shù)密切聯(lián)系。否則，可能帶來效果檢驗(yàn)上的很大的不確定性。（3）直觀對比法為了及時上報(bào)每次作業(yè)的增效果，國內(nèi)仍普遍采用直觀對筆法，這一方法簡捷、及時。雖然欠嚴(yán)格，但如對檢驗(yàn)程序嚴(yán)格控制，對效果出現(xiàn)的時段、效果區(qū)可能出現(xiàn)的位置加以限定，還是能比較客觀地反映出增雨效果的概量。

為尋求能在業(yè)務(wù)性工作中采用的效果檢驗(yàn)方法的研究工作從未中斷過。國內(nèi)近年來提出了一些非隨機(jī)檢驗(yàn)方案，如區(qū)域模擬控制檢驗(yàn)方案，可以在業(yè)務(wù)性作業(yè)中提高效果檢驗(yàn)的客觀性、科學(xué)性。目前國內(nèi)外主要采取的三種效果檢驗(yàn)方法五、我國與國際先進(jìn)水平的主要差距我國用于人工影響天氣的技術(shù)裝備相對落后催化設(shè)備方面國際上常用的一些催化工具地面探測設(shè)備方面國際上常用的一些探測工具機(jī)載探測設(shè)備方面PMS我國人工影響天氣科研工作相對薄弱國內(nèi)人工影響天氣科研工作受到以下幾方