人工降水,是根据不同云层的物理特性,选择合适时机,用飞机、火箭向云中播撒干冰、碘化银、盐粉等催化剂,使云层降水或增加降水量,以解除或缓解农田干旱、增加水库灌溉水量或供水能力,或增加发电水量等.中国最早的人工降雨试验是在1958年,吉林省这年夏季遭受到60年未遇的大旱,人工降雨获得了成功.1987年在扑灭大兴安岭特大森林火灾中,人工降雨发挥了重要作用.

　　基本概述

　　运用云和降水物理学原理,通过向云中撒播催化剂（盐粉、干冰或碘化银等）,使云滴或冰晶增大到一定程度,降落到地面,形成降水,又称人工增加降水.撒播催化剂的方法有飞机在云中撒播、高射炮或火箭将碘化银炮弹射入云中爆炸和地面燃烧碘化银焰剂等.是人工影响天气中进行得最多的一项试验.人工影响云的微物理过程,可以在一定条件下使本来不能自然降水的云受激发而降水,也可使那些水分供应较多、往往能自然降水的云,提高降水效率而增加降水量.但不能自然降水的云能供应的水分较少,因此人工催化的经济价值有限.

　　编辑本段原理及方法

　　冷云催化

　　在温度低于0°C的冷云降水过程中,冰晶浓度起着重要的作用.根据降水粒子浓度的实测资料和理论估算,只有当冰晶浓度达到1个/升或更高的量级时,才有较高的降水效率.对因冰晶浓度不足、降水效率很低的自然云,若在其过冷却部位播撒成冰催化剂,就可以增加冰晶浓度.每克干冰或碘化银,可产生1012个以上的冰晶,若用几百克,就可以使几十立方公里云体的冰晶浓度达10个/升.这些人工冰晶通过伯杰龙过程迅速增长,促进冷云降水过程,使降水量增加.一些比较严格试验的统计分析表明,冷云催化可以增加降水量10～20％.如果人工冰晶的浓度很大,则形成的雪晶的平均尺度较小,它们从云中下落到地面的时间较长,在气流的作用下,会落到下风方向更远的地方而改变降水的分布.人工降雨

　　冷云催化的温度条件：人工降水的效果同云的自然条件有密切关系.就冷云催化而言,云中的温度条件十分重要.就整个云体而言,云顶温度一般最低,常将它作为估计云中自然冰晶浓度的参数.当云顶温度低到一定程度时,云中常会形成大量冰晶,这时用人工方法增加冰晶,效果就不显著.反过来,云顶温度如果太高,碘化银等催化剂的成冰能力就太低,也不利于人工催化.所以对冷云催化法增加降水来说,云顶温度不宜太高或太低.一些地形云和积云的人工降水试验结果的统计分析表明,当云顶温度处于-10～-25°C时,人工降水的效果比较明显.这一最适宜的温度区间,称为播云温度窗.鉴于降水过程的复杂性,采用不同催化技术时,必须研究各类云中最有利的温度条件或其他条件.

　　暖云催化

　　在温度高于0°C的暖云里,降水主要在云滴碰并过程中得到发展.云滴越大,碰并增长就越快.计人工降雨

　　算表明,当云滴半径超过0.04毫米时,就可以迅速碰并而长成雨滴.在那种大云滴的浓度不足的自然云中,播撒大量半径大于0.04毫米的水滴,就能够促进降水过程.计算表明,每克水可以形成约几百万个大云滴,要催化10立方公里的云体,则需要几吨水.若往云中播撒一定大小的吸湿性物质颗粒或者溶液滴,它们能在云中吸湿而迅速长成大云滴,这样所需的催化剂量,就用不到水的十分之一.除了播云以外,法国和苏联有人试验在地面加热,造成人工上升气流的方法,试图在一定气象条件下激发或增加降水.美国有人设想利用沥青或碳黑吸收太阳辐射,提高局地空气的温度,促进云的发展以增加降水.中国有人研究过爆炸对降水的影响.这些人工降水方法的研究,都还处在探索的阶段.

　　动力催化

　　通过冷云催化使云中产生大量冰晶,所释放的潜热将改变积云的宏观动力过程而增加降水.它是60年代在人工降水试验方面的一项进展.积云中上升气流的速度,主要决定于云内外温差造成的浮力.在发展旺盛的积云内,存在着大量过冷水滴.在这种云中播撒大量的成冰催化剂时,能使过冷水滴冻结而释放潜热,水汽在冰粒表面凝华时也释放潜热.估计这两种潜热足以使云中局部温度升高0.5°C左右,这将加大浮力而促使某些积云的上升气流速度增大,云体扩展,生命期延长,结果使进入云体的水分总量增大而增加降水量.虽然动力催化同一般冷云催化所用的催化剂一样,但着眼点不同,动力催化所用的催化剂量必须大大增加,才可能收效.积云动力催化在50年代曾作过初步的尝试,但周密设计的积云动力催化试验,直到1963年才开始.J.辛普森在美国佛罗里达州所做的随机试验表明,催化后积云的云顶平均增高1.6公里,平均雨量增加1.7倍.他指出,催化后云顶增高量同大气层结（见大气静力稳定度）有密切的关系.在其他国家和地区,也作过类似试验,但效果不一.有人对整个地区积云群体进行过动力催化的随机试验,初步结果表明有增雨的效果.

　　编辑本段模拟数值

　　用数学物理方程组描述和计算成云降干涸的土地

　　水过程和人工催化过程,通过数值计算方法模拟不同条件下各种催化技术的人工影响过程,以研究催化的原理、技术和效果.由于云和降水的自然变率很大,外场试验的研究周期很长,花费很大,一个严格设计的试验（某种催化程序、技术等）,一般需进行几年才能对其效果作出估价.如果要比较不同催化技术的效果,选择最佳的试验设计,就需要更长的时间.因此用数值模拟方法为实际试验和理论研究提供依据,就显得十分重要.60年代辛普森用积云数值模拟,计算了自然云的发展高度,并假定动力催化使云中水滴在比自然过程更高的温度下冻结,释放潜热,从而计算出催化后的积云发展高度.试验的实测结果同模式计算相当一致.这就为动力催化的原理和试验云的选择,提供了科学依据.随着电子计算机的普及,各国针对各种人工降水试验,进行了很多数值模拟.它们虽然对实际过程都作了较大的简化,具有不同方面的局限性,但同外场试验相结合,能缩短估价人工降水效果的试验周期,从而成为人工降水试验研究的一个重要组成部分.

　　编辑本段效果检验

　　一般在自然云已经降水或者接近于降水的条件下,人工降水的方法才能发挥作用.由于降水的自然变率很大,人工增加降水量的幅度较小,如何估价人工降水的效果就显得人工降雨

　　十分困难.人工催化增加的降水量,是催化后的实际降水量和不经催化的自然可能降水量之差.实际降水量可以测定,但能否正确估价自然可能降水量,就成了效果检验的关键.在对降水的物理规律认识不足的情况下,主要依靠统计学的方法对自然可能降水量作出估价.初期的统计检验方法,多数采用回归统计法,在人工催化目标区附近选择一个不受催化影响的地区作为对比,用历史资料建立目标区和对比区降水量的回归方程.把人工降水试验期间对比区的降水量代入回归方程,求出目标区的自然可能降水量,再与目标区实测降水量对比,就可估价人工降水的效果.采用这种方法对于同一次试验,选用不同的对比区或者不同年限的历史资料作对比,得出的结果,可能出入很大,所以这种方法的可信度不高.一般认为随机试验可以避免主观的偏差得到统计学上的可信估价.随机试验是把适合于人工降水的试验机会(试验单元)按照随机规