第35卷增刊氣象與環(huán)境科學(xué)Vol. 35 Suppl.2012年9月Meteorological and Environmental SciencesSep. 2012AgI煙爐在河南省人工增雨中的應(yīng)用及改進(jìn)設(shè)計馮景',王衛(wèi)民2(1.開封市氣象局,河南開封475004;2.許昌市氣象局,河南許昌461000)摘要: 通過對河南省自然條件的解析,結(jié)合河南省多年來人工增雨的工作實(shí)際,闡述了河南省部分山區(qū)發(fā)展AgI煙爐的必要性、可行性及該類設(shè)備相關(guān)技術(shù)要素,進(jìn)而設(shè)計適用于低海拔地區(qū)的改進(jìn)型AgI煙爐,使低海拔地區(qū)通過燃放地面AgI煙條進(jìn)行人工增雨成為可能,為低海拔地區(qū)進(jìn)行多元化人工增雨作業(yè)提供了新的思路。關(guān)鍵詞:人工增雨;Agl煙爐;低海拔;設(shè)計中圖分類號: P481文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1673 -7148(2012)增刊-0117-04引進(jìn)能夠全天候、不受空域限制、可科學(xué)自主布點(diǎn)、引言可遠(yuǎn)程操控實(shí)施的AgI煙爐進(jìn)行人工增雨作業(yè)十分河南省目前進(jìn)行人工增雨主要采取飛機(jī)、火箭、重要和必要。高炮等作業(yè)工具,將Agl直接播撒進(jìn)目標(biāo)云體中,但1.2 AgI煙爐增雨作業(yè)的可行性及應(yīng)用這些作業(yè)方式都受空域限制或惡劣的天氣條件限以色列從20世紀(jì)60年代開始,每年在沿海地制,經(jīng)常錯失良機(jī)。區(qū)的平原、丘陵地帶設(shè)置了很多AgI地面發(fā)生器,主發(fā)展AgI煙爐,能夠不受空域限制,通過多種資要利用海風(fēng)抬升作用將催化劑帶人云中適當(dāng)部位進(jìn)料識別人工增雨作業(yè)條件,并結(jié)合多普勒雷達(dá)體掃行人工增雨作業(yè),以緩解干旱問題。河南省地勢基信息反演出的任意剖面的風(fēng)場信息',選撣作業(yè)時本.上是西高東低。北、西、南三面太行山、伏牛山、桐機(jī)并予以實(shí)施。在河南省地面高炮、火箭作業(yè)空域柏山大別山沿省界呈半環(huán)形分布;中、東部為黃淮很難申請的條件下,進(jìn)行地面AgI煙爐作業(yè)具有重沖積平原;西南部為南陽盆地。在山頂迎風(fēng)坡布設(shè)大意義。AgI煙爐,利用地形對空氣的抬升作用,AgI煙劑可以被上升氣流攜帶到云中適當(dāng)位置[2],起到人工增1 AgI 煙爐在河南省的應(yīng)用雨催化作業(yè)的效果。1.1 AgI煙爐增雨作業(yè)的必要性目前,河南省部分地區(qū)在海拔較高的山區(qū)嘗試.河南位于中部地區(qū),空中走廊、航路、航線密布,布設(shè)AgI煙爐,進(jìn)行人工增雨催化作業(yè),已經(jīng)建成的省內(nèi)有大小機(jī)場十幾個,隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,空中固定催化作業(yè)點(diǎn)四十多個。圖1給出了鄭州市AgI飛行越來越密集。河南省目前地面人工增雨作業(yè)以煙爐分布情況。AgI 煙爐催化作業(yè),一般適用于地高炮、火箭為主,但設(shè)立作業(yè)點(diǎn)時受空中航路的限形云及冷鋒過境氣團(tuán)整層抬升條件形成的鋒面云制,難以充分發(fā)揮科學(xué)布局優(yōu)勢,即便是已建作業(yè)系。此外,在作業(yè)時機(jī)的選擇上,要求云系處理發(fā)展點(diǎn),也會因?yàn)榭沼虻纫蛩赜绊?錯失增雨作業(yè)時機(jī)。階段,云中存在上升氣流。河南省每年春秋季節(jié)進(jìn)行飛機(jī)人工增雨作業(yè),但是2 AgI煙爐的結(jié)構(gòu)、性能與工作原理由于經(jīng)常受到氣象條件影響，飛機(jī)很難起飛,另外，遇到云層中對流較強(qiáng)或者積冰嚴(yán)重,影響飛機(jī)增雨2.1結(jié)構(gòu)作業(yè)安全。AgI煙爐是由爐體(含煙條)、遠(yuǎn)程無線接收系鑒于河南省現(xiàn)有人工增雨作業(yè)工具的局限性,統(tǒng)(含太陽能代聲石管出此自動氣象站(備收稿日期:2012 -06 -12;修訂日期:2012-07-13TYHCNMHG作者簡介:馮景(1969-) ,女,河南南陽人,助理工程師,主要從事人工影響天氣工作. E-mail:zhengzhouj@163. com118氣象與環(huán)境科學(xué)第35卷選件)、催化接收操控模塊、指揮中心或移動指揮車(含電腦及控制軟件)等組成(見圖2)。國內(nèi)目前各播撒裝置廠家設(shè)計的AgI煙爐基本一致,均包含這些基本功能模塊。南的西村，生樓 仙建光2.2主要性能特點(diǎn)成文計溝村(1)自備太陽能自動供電系統(tǒng)。(2)具有遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)無線控制和手動控制的兩種功能。(3)準(zhǔn)確接收作業(yè)指令,根據(jù)作業(yè)指令自動檢所可推年山中國管理測和自動點(diǎn)燃煙條并準(zhǔn)確反饋?zhàn)鳂I(yè)信息。(4)與煙條連接方式采用電點(diǎn)火點(diǎn)燃。圖1鄭州市Agl煙爐分布1~↑4|通訊網(wǎng)絡(luò)因特網(wǎng)充電控制器防水電器箱服務(wù)器! 免維護(hù)電瓶| 數(shù)據(jù)采集GPRS數(shù)據(jù)終縮控制器指揮中心(電腦)圖2高山AgI煙爐系統(tǒng)2.3工作原 理化作用。催化劑從播撒開始到進(jìn)人冷云的時間越通過遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)無線控制和有線手動控制中的--長,中間不確定的因素就越多,能夠起到催化作用的種方式來點(diǎn)燃爐體中的煙條,點(diǎn)火方式為電點(diǎn)火。煙劑比例較少。 河南省大部分山峰海拔低于1500控制箱中的數(shù)據(jù)交換模塊(GPRS模塊)接收信號,m,在地面常溫的情況下,AgI煙劑想要進(jìn)入云層冷并將接收到的中文指令傳遞至單片機(jī)處理系統(tǒng)中，區(qū),需要隨氣流上升較大高度。另外,占河南面積單片機(jī)處理系統(tǒng)接收指令后,按程序條件和指令要55%的盆地與平原地區(qū),進(jìn)行高炮火箭人工增雨作求作出相對應(yīng)的判別(是否滿足作業(yè)條件、剩有多業(yè)的空域保障難度更大。鑒于此,設(shè)計能相對自主少枚、作業(yè)多少枚等),執(zhí)行指令操作。同時,單片攜帶催化劑升空的裝置相當(dāng)有必要。圖4為設(shè)備改機(jī)處理系統(tǒng)將執(zhí)行的結(jié)果與GPRS模塊作為數(shù)據(jù)交進(jìn)設(shè)計圖。換,GPRS模塊接收單片機(jī)處理系統(tǒng)發(fā)出的作業(yè)回饋信息后,將執(zhí)行的結(jié)果反饋給用戶,完成一次控制過程(詳見圖3)。[ 免維護(hù)電瓶3AgI煙爐在低海拔地區(qū)應(yīng)用設(shè)計逆變器GPRS用350型3.1 設(shè)計意義與改進(jìn)控制盒DIU含SIM卡人工操作目前,AgI煙爐主要用于高海拔地區(qū),這是由其作業(yè)方式?jīng)Q定的,煙劑的有效成分AgI和KI等在中國煤化工1200C以上高溫升華后冷凝成極其微小的顆?！盷，MYHCNMHC結(jié)構(gòu)圖隨山區(qū)上升氣流飄蕩到合適區(qū)域,起到人工增雨催1為爐體,2為太陽能電池板,3為電器箱.120氣象與環(huán)境科學(xué)第35卷其他有效成核成分大約為90 g,只需要17 g帶電氦氣就可以攜帶升空。考慮到充分?jǐn)y帶微粒,可以釋放50 g左右高壓氦氣。不同的煙條需要按比例控制播撒量。4結(jié)語目前,河南省正逐步嘗試在山區(qū)使用AgI煙爐進(jìn)行人工增雨作業(yè)。如何優(yōu)化催化裝備,使之從適碘化銀等微粒用于高海拔山區(qū)到可以用于低海拔平原地區(qū),是- -個需要長期探索、不斷檢驗(yàn)的過程。本文涉及到改進(jìn)設(shè)計,有相應(yīng)的理論依據(jù),但更需要在實(shí)際中不斷檢驗(yàn),才能更好地用于人工增雨作業(yè)。He氣泡參考文獻(xiàn)[1]李紅斌,何玉科,姚展予等.多普勒雷達(dá)速度場特征在人工增雨圉5氦氣泡攜帶催化劑播撒機(jī)理作業(yè)中的應(yīng)用[J].氣象,2008 ,34(6) :102 - 106 ;130 - 131.[2]秦長學(xué),楊道俠,金永利.碘化銀地面發(fā)生器增雨(雪)作業(yè)可行式中,F為在空氣中所受到的浮力,P(空氣)為空氣的性及作業(yè)時機(jī)選擇[]].氣象科技,2003 ,31(3):174- 178.密度,V為氦氣的體積,g為重力常數(shù)。由于氦氣和[3]趙習(xí)方,鄭國光.張薔,等.碘化銀地面發(fā)生器增雪水中Ag*與化空氣密度比大約為4/29,計算的結(jié)果大概為1 kg氦學(xué)組分研究[J].氣象科技,2007 ,35(1)111-114氣在空氣中所受浮力大概為70 N,而其最大承載能[4]羅宏昌.高壓氣體噴出時的帶電現(xiàn)象與油輪艙口蓋的氣噴爆炸[J].交通部上海船舶運(yùn)輸科學(xué)研究學(xué)報,2002 ,25(1):44 -49.力為70 N減去自身重量,約為60 N。[5]Zahnle K J,Catling D C. Our Planet' s Leaky Atmosphere[J]. Scien-般來講,一根煙條如果升華核化AgI為10 g,tific American ,2009(5):26 -31.Application and Improvement Design of AgI Smoke Stove to ArtificialPrecipitation Enhancement in Henan ProvinceFeng Jing'，W ang W eimin2(1. Kaifeng Meteorological ffice, Kaifeng 475004, China;2. Xuchang Meteorological Office, Xuchang 461000 , China)Abstract: Through the analysis of the natural conditions in Henan province ，combining the actualwork of artificial precipitation enhancement in Henan province for many years, the paper expounds thenecessity and feasibility of developing AgI smoke stove and related technical factors in the part of moun-tainous area of Henan province ; and then designs the improved AgI smoke stove suitable for use in low el-evation area. All of those have made the pluralism artificial precipitation enhancement through igniting ofground AgI smoke strip in low elevation area possible , which provides a new concept for the artificial pre-cipitation enhancement in low elevation area.Key words: artificial precipitation enhancement; AgI smoke stove: low elevation: desien中國煤化工YHCNMHG.