AgI煙爐在河南省人工增雨中的應用及改進(jìn)設計

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用及改進(jìn)設計馮景',王衛民2(1.開(kāi)封市氣象局,河南開(kāi)封475004;2.許昌市氣象局,河南許昌461000)摘要: 通過(guò)對河南省自然條件的解析,結合河南省多年來(lái)人工增雨的工作實(shí)際,闡述了河南省部分山區發(fā)展AgI煙爐的必要性、可行性及該類(lèi)設備相關(guān)技術(shù)要素,進(jìn)而設計適用于低海拔地區的改進(jìn)型AgI煙爐,使低海拔地區通過(guò)燃放地面AgI煙條進(jìn)行人工增雨成為可能,為低海拔地區進(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;設計中圖分類(lèi)號: P481文獻標識碼: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、火箭、重要和必要。高炮等作業(yè)工具,將Agl直接播撒進(jìn)目標云體中,但1.2 AgI煙爐增雨作業(yè)的可行性及應用這些作業(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60年代開(kāi)始,每年在沿海地制,經(jīng)常錯失良機。區的平原、丘陵地帶設置了很多AgI地面發(fā)生器,主發(fā)展AgI煙爐,能夠不受空域限制,通過(guò)多種資要利用海風(fēng)抬升作用將催化劑帶人云中適當部位進(jìn)料識別人工增雨作業(yè)條件,并結合多普勒雷達體掃行人工增雨作業(yè),以緩解干旱問(wèn)題。河南省地勢基信息反演出的任意剖面的風(fēng)場(chǎng)信息',選撣作業(yè)時(shí)本.上是西高東低。北、西、南三面太行山、伏牛山、桐機并予以實(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(yáng)盆地。在山頂迎風(fēng)坡布設大意義。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位置[2],起到人工增1 AgI 煙爐在河南省的應用雨催化作業(yè)的效果。1.1 AgI煙爐增雨作業(yè)的必要性目前,河南省部分地區在海拔較高的山區嘗試.河南位于中部地區,空中走廊、航路、航線(xiàn)密布,布設AgI煙爐,進(jìn)行人工增雨催化作業(yè),已經(jīng)建成的省內有大小機場(chǎng)十幾個(gè),隨著(zhù)國民經(jīng)濟的發(fā)展,空中固定催化作業(yè)點(diǎn)四十多個(gè)。圖1給出了鄭州市AgI飛行越來(lái)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,但設立作業(yè)點(diǎn)時(shí)受空中航路的限形云及冷鋒過(guò)境氣團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(shí)機的選擇上,要求云系處理發(fā)展點(diǎn),也會(huì )因為空域等因素影響,錯失增雨作業(yè)時(shí)機。階段,云中存在上升氣流。河南省每年春秋季節進(jìn)行飛機人工增雨作業(yè),但是2 AgI煙爐的結構、性能與工作原理由于經(jīng)常受到氣象條件影響，飛機很難起飛,另外，遇到云層中對流較強或者積冰嚴重,影響飛機增雨2.1結構作業(yè)安全。AgI煙爐是由爐體(含煙條)、遠程無(wú)線(xiàn)接收系鑒于河南省現有人工增雨作業(yè)工具的局限性,統(含太陽(yáng)能代聲石管出此自動(dòng)氣象站(備收稿日期:2012 -06 -12;修訂日期:2012-07-13TYHCNMHG作者簡(jiǎn)介:馮景(1969-) ,女,河南南陽(yáng)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(dòng)指揮車(chē)(含電腦及控制軟件)等組成(見(jiàn)圖2)。國內目前各播撒裝置廠(chǎng)家設計的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(yáng)能自動(dòng)供電系統。(2)具有遠程網(wǎng)絡(luò )無(wú)線(xiàn)控制和手動(dòng)控制的兩種功能。(3)準確接收作業(yè)指令,根據作業(yè)指令自動(dòng)檢所可推年山中國管理測和自動(dòng)點(diǎn)燃煙條并準確反饋作業(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! 免維護電瓶| 數據采集GPRS數據終縮控制器指揮中心(電腦)圖2高山AgI煙爐系統2.3工作原 理化作用。催化劑從播撒開(kāi)始到進(jìn)人冷云的時(shí)間越通過(guò)遠程網(wǎng)絡(luò )無(wú)線(xiàn)控制和有線(xiàn)手動(dòng)控制中的--長(cháng),中間不確定的因素就越多,能夠起到催化作用的種方式來(lái)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控制箱中的數據交換模塊(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處理系統中，區,需要隨氣流上升較大高度。另外,占河南面積單片機處理系統接收指令后,按程序條件和指令要55%的盆地與平原地區,進(jìn)行高炮火箭人工增雨作求作出相對應的判別(是否滿(mǎn)足作業(yè)條件、剩有多業(yè)的空域保障難度更大。鑒于此,設計能相對自主少枚、作業(yè)多少枚等),執行指令操作。同時(shí),單片攜帶催化劑升空的裝置相當有必要。圖4為設備改機處理系統將執行的結果與GPRS模塊作為數據交進(jìn)設計圖。換,GPRS模塊接收單片機處理系統發(fā)出的作業(yè)回饋信息后,將執行的結果反饋給用戶(hù),完成一次控制過(guò)程(詳見(jiàn)圖3)。[ 免維護電瓶3AgI煙爐在低海拔地區應用設計逆變器GPRS用350型3.1 設計意義與改進(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,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結構圖隨山區上升氣流飄蕩到合適區域,起到人工增雨催1為爐體,2為太陽(yáng)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?？紤]到充分攜帶微粒,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結語(yǔ)目前,河南省正逐步嘗試在山區使用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到可以用于低海拔平原地區,是- -個(gè)需要長(cháng)期探索、不斷檢驗的過(guò)程。本文涉及到改進(jìn)設計,有相應的理論依據,但更需要在實(shí)際中不斷檢驗,才能更好地用于人工增雨作業(yè)。He氣泡參考文獻[1]李紅斌,何玉科,姚展予等.多普勒雷達速度場(chǎng)特征在人工增雨圉5氦氣泡攜帶催化劑播撒機理作業(yè)中的應用[J].氣象,2008 ,34(6) :102 - 106 ;130 - 131.[2]秦長(cháng)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(shí)機選擇[]].氣象科技,2003 ,31(3):174- 178.密度,V為氦氣的體積,g為重力常數。由于氦氣和[3]趙習方,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(shí)的帶電現象與油輪艙口蓋的氣噴爆炸[J].交通部上海船舶運輸科學(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(lái)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.