人工增雪什麼原理

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人工增雪什麼原理

人工增雪的原理類似於人工增雨,但是比人工增雨的成功率更大。人工增雨可以增加大約20%的雨量,而在高山高寒地區,人工增雪卻能增加30~40%的降水量。這是因為高山高寒地區,温度低,水汽容易達到飽和狀態,同時,雪晶比雨滴更容易形成。只要人工給大氣增加一些結晶核,比較容易促進降雪。

主要是採用碘化銀人工降雪。

人工增雪的原理類似於人工增雨,但是比人工增雨的成功率更大。人工增雨可以增加大約20%的雨量,而在高山高寒地區,人工增雪卻能增加30~40%的降水量。這是因為高山高寒地區,温度低,水汽容易達到飽和狀態,同時,雪晶比雨滴更容易形成。只要人工給大氣增加一些結晶核,比較容易促進降雪。

天上的水汽要變成雨雪降下來必須具備兩個條件,一個是必須有一定的水汽飽和度(主要與温度有關),另一個是必須有凝結核。因此,人工增雪首先必須天空裏有云,沒有云就像巧婦難做無米之炊一樣,下不了雪。能下雪的雲,棸0℃以下的“冷雲”。在冷雲裏,既有水汽凝結的小水滴,也有水汽凝華的小雪晶。但它們都很小很輕,倘若不存在繼續生長的條件,它們只能像煙霧塵埃一樣懸浮在空中,很難落下來。我們在冬天裏經常能看到大塊大塊的雲彩,就是不見雪花飄下來,因為組成這些雲彩的雪晶太小,克服不了空氣的浮力,降水能力很差。如果在雲層裏噴撒一些微粒物質,促進雪晶很快地增長到能夠克服空氣的浮力降落下來,這就是人工增雪的功勞。

上世紀四十年代,有人在飛機上把乾冰碎粒撒到温度為-20℃的高積雲頂部,結果發現雪從這塊雲層中降落下來。乾冰很像冬天壓結實的雪塊。乾冰的温度很低,在-78.5℃以下。把乾冰晶體象天女散花似的噴撒在冷雲裏,每一顆二氧化碳晶體都成為一個劇冷中心,促使冷雲裏的水汽、小水滴和小雪晶很快地集結在它的周圍,凝華成較大的雪花降落下來。

現在常用碘化銀來人工降雪。碘化銀是一種黃顏色的化學結晶體,平時作為照相材料裏的感光劑使用。碘化銀的晶體與雪晶的六角形單體尺寸非常相似,它們單體裏的原子排列也十分近似,兩者的晶格間距也很接近(碘化銀是4.58埃,雪晶是4.52埃)。因此,把碘化銀微粒撒在降水能力較差的雲層裏,使它“冒名”頂替雪晶,便能讓雲中的水汽和小水滴在“冒名”的晶體上凝華結晶,變成雪花。

人工增學的原理是從水中抽取大量熱量,才能完整從水到雪的相態轉變。一般1kg的0℃的水需轉移約336kJ的熱量才能變成0℃的冰。

自然雪花密度約為328公斤/立方,而人造雪密度約為856公斤/立方。人造雪的密度更大。因此在相同條件下,同體積的人造雪比自然雪融化得慢。

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