摘要：为研究目前人工影响天气广泛使用的两类催化剂(成冰剂和吸湿性催化剂)在自然大气中燃烧后对气溶胶的影响,及其初生粒子的核化特性,利用搭载气溶胶和云凝结核(CCN)观测设备的增雨飞机设计开展了一次晴空成冰剂、吸湿性催化剂燃烧的尝试性观测试验。结果发现,机载探测设备由于观测尺度范围受限未能检测到成冰剂燃烧前后气溶胶和CCN的微物理变化;吸湿性催化剂燃烧后,观测到气溶胶和CCN(0.3%过饱和度)粒子数浓度明显增加,分别达到1772.4 cm^(-3)和1809.01 cm^(-3),是燃烧前的4倍以上,粒子谱峰值是燃烧前的4.8倍;播撒产生的气溶胶粒子尺度范围在0.5μm以下,峰值直径从播撒前的0.17 m减小到播撒后的0.14 m。文章基于观测事实对焰条催化燃烧后成核率以及新型催化方式进行了探讨,试验方法可为更深入研究催化剂以及各种复合燃剂燃烧后产生粒子的物理和化学特性提供参考,研究成果可为云催化模式特别是暖云催化模型的建立提供客观的初始场数据支持。

摘要：冰雹作为一种短时强灾害天气,常给农业、建筑、电力、交通甚至生命财产等造成严重影响,人工防雹也因此受到人们的广泛关注。文中首先介绍了冰雹形成机理和雹云物理研究情况,然后围绕人工防雹机理、技术、科学试验及效果评估这4个方面的研究进行了评述,旨在从理论和实践上总结人工防雹工作的进展,增进对人工防雹科学问题的认知,从而为促进中国人工防雹理论研究和技术进步提供借鉴。研究表明:(1)“累积带理论”和“循环增长理论”是冰雹形成的最常见理论,限于早期的雷达观测技术和缺乏完整的冰雹数值模式,早期认知的冰雹形成机理存在一定的局限。(2)雹胚一般分为冻滴胚和霰胚,冻滴胚由过冷雨滴冻结而成,霰胚则是冰晶、雪花撞冻生长而成。冰雹云中哪种雹胚占优势,主要看云底温度的高低。雹云的发展依赖于水汽条件、动力不稳定条件、风垂直切变等关键因子。(3)人工防雹主要遵循“播撒防雹”和“爆炸防雹”2条技术路线,“利益竞争”和“早期降雨”是常见的6种防雹原理假说中最广泛被用来作为防雹作业设计依据的2种播撒防雹理论。(4)人工防雹技术上多采用通过飞机、地面火箭、地面燃烧炉等向云中播撒人工冰核,或通过地面高炮向云中发射含人工冰核的炮弹等方式,影响冰雹的生长过程从而达到抑制或削弱冰雹生长的目的。(5)大量外场试验证明人工防雹效果有较大的地域差异,需根据各地冰雹云特征及其降雹特点制定和发展本地适用的人工防雹技术体系。(6)人工防雹效果检验仍然是制约人工防雹技术发展的一个“瓶颈”,目前常用的统计检验、物理检验和数值模拟检验技术方法均需要进一步改进和完善。由于雹云变化迅速、降雹过程短促,人工防雹技术实施的时效性以及防雹效果评估仍存在较大的困难。今后应更多地借助多种探测设备进行冰雹云的精细化探测,开展有科学设计的人工防雹外场综合试验,运用统计检验、物理检验和数值模拟相结合的综合检验技术方法评估防雹效果,推动人工防雹事业进一步快速发展。