云降水物理与 人工影响天气 杨 军 jyang@nuist.edu.cn.

Presentation on theme: "云降水物理与 人工影响天气 杨 军 jyang@nuist.edu.cn."— Presentation transcript:

1 云降水物理与 人工影响天气 杨 军

2 第一章 绪论 定位 简史 内容 参考书目

3 定位 人工影响天气是建立在云降水物理学基础上的一门应用科学技术，在深入研究云动力学和微物理学特征及其相互制约关系的基础上，根据云降水的形成和发展变化规律，因势利导，施加人工影响，以便使天气状况向人们所希望的方向演化；另一方面，也是进一步研究云物理的方法之一。 人工影响天气的理论基础是云、雾和降水物理学 人工影响天气 云雾降水物理学

4 以大气热力学和大气动力学为基础，研究大气中水分在各阶段所经历的物理过程，具体而言就是研究云、雾和降水和形成、发展和消散过程
学科定位 云、雾和降水物理学（简称云物理学） 以大气热力学和大气动力学为基础，研究大气中水分在各阶段所经历的物理过程，具体而言就是研究云、雾和降水和形成、发展和消散过程 大气科学中最为重要的分支学科之一。它是雷达气象学、强风暴等物理气象学的核心。

5 云物理研究方法体系 感性认识： 观测和探测 理性认识 理化实验 理化模拟 数值模拟 人为干扰（双重意义） 人工影响云雾降水作业

6 方法体系 1、观测和探测 对客观自然云雾或人工影响后的云雾获得感性认识的方法。 例如： 组织中小尺度观测网；
进行云内外温、湿、压及气流分布探测，云体发展及挟卷情况探测、雷过回波及卫星云图； 云内微物理结构及其有关参量和特征（如滴谱、含水量等）观测、降水观测等

7 方法体系 2、理化实验（隔离因子） 从云雾过程的整体中隔离出一些因子，在实验室分析较为单纯的一些物理关系。 例如：
水滴半径与下落末速度的关系； 冻结核的有效阈温； 不同半径水滴的重力碰并或电力碰并等。

8 方法体系 3、理化模拟（综合因子） 用实验方法，模拟自然机制及过程。使设计出的现象与自然过程在直观上有一定的相似性，可用增减因子或改变参量的有控制的实验方法，研究云雾物理过程的因子、机制、子过程等。 例如： 在有垂直风洞的冷云室中，模拟冰雹在有过冷水滴的云中的增长，并分析影响其增长的因子； 在水箱中加入由BaCl2和Na2SO4溶液混合而沉淀出BaSO4 ，用此沉淀物下沉情况模拟自然热云泡上升的情况； 用薄层流体顶部冷却低部加热，模拟自然云的细胞对流过程及镶嵌云和波状云的形状，研究相应的自然过程及云状的形成条件等。

9 方法体系 4、数值模拟 根据控制自然云雾降水发展过程的基本规律所遵循的数学物理方程组（包括宏观的流体动力及热力学方程组和云雾微观过程方程组），按实测的初始及边界条件，进行数值求解。 把所得结果与自然界云雾降水发展的探测数据相比较，二者相符则认为原采用的这些方程组所代表的过程与自然过程相符，即模拟成功。 可摆脱实验室的约束和局限，可考虑较多因子 可以很复杂，但自然界的复杂性不能完全用方程表达出来

10 方法体系 5、人工影响云雾降水作业 用人为方法干扰云雾降水过程，观测干扰后果，以了解云雾降水发展规律。
但是自然云雾降水过程十分复杂，影响因子的主次常有变化； 当引入人为干扰时，干扰的原理、催化剂性质和剂量、干扰部位及被干扰对象的特点等，都直接或间接影响云雾降水过程的其后发展； 干扰后果是自然发展与人为干扰的综合叠加造成，区分十分困难。

11 定位 王鹏飞教授1980年在“天气导变学发展的讨论”一文中就建议将《人工影响天气》改为《天气导变》。一方面因为新名称措辞简洁、能确切地体现该学科的内涵；另一方面国际上通用名称也是Weather Modification。 现阶段主要致力于在适宜的地理背景和自然环境中，选择适当的云体部位进行人工催化作业，以期达到增雨、防雹、消雾等目的。 尽管在方法技术上并不完全成熟，还处于研究和应用试验相结合的阶段，但已经取得了一定的成效。很多国家已形成了人工增雨、防雹和消雾的业务体系，对国民经济和人类抗拒自然灾害有促进作用。

12 发展简史 - 早期历史 原始人采用符咒、跳舞、各种宗教仪式以及给一个或更多的神祷告的办法求雨。
公元前540年左右，迦太基人征服巴比仑，他们注意到某些动物和鸟类的行为可以预示天之将雨，如雨蛙；观象与交感巫术结合，他们求雨时扮蛙叫声，希望能得到所盼望的雨水。 古埃及人在积雨云和雷电出现，可能下冰雹时，选出四们全裸的妇女躺在有雷雨威胁的野外地上，并抬起她们的腿，以求消雹； 《旧约全书》常叙述耶稣求雨，企图求神赐给雨水； 公元前数百年，古希腊人认为将血埋在有雹暴威胁的野外地里，再盖以月桂树树叶可防止雹暴降落；也认为在野外燃烧堆积的红色珊瑚，并祭以动力牲品、杜松子浆果、月桂树叶、石蛇、海豹皮以及各种护符可防止雹暴；

13 发展简史 - 早期历史 公元1世纪：Plutarch宣称：“在一次大的战斗过去之后出现特大降雨的情况相当普遍，这已是大家都注意到的事”。
罗马帝国时代（前 年）：罗马人和希腊人将箭射入雷雨云中，企图防止冰雹闪电； 公元1世纪：Plutarch宣称：“在一次大的战斗过去之后出现特大降雨的情况相当普遍，这已是大家都注意到的事”。 （中世纪）公元8世纪：欧洲人使用教堂的钟声来防雹（一面在教堂内祈祷），也利用盘子敲打声来助威，与近代利用声波消雹有些类似。

14 发展简史 - 早期历史 文艺复兴时期（15-16世纪）：使用大炮削弱雷雨，认为弹片有消除冰雹和雷雨的作用；
十九世纪初期，意大利农民曾普遍使用燃烧焰火的办法来实施增雨工作； 1839年美国气象学家Espy（著《风暴原理》）：可用生大火的办法产生上升气流，在潮湿大气中会促使积云发展，导致降雨、防止冰雹 燃烧火焰防雹在20世纪初被推翻 1938年匈牙利人重新探讨Espy的建议，根据在油湖生火的经验。计算出有关的工程、物理和气象参数，得出该方法在一定条件下可以用来激发降雨的结论。 法国人Dessens和儿子在比利牛斯附近建立一组每分钟燃烧1吨燃油的燃烧器，1961年试验，有两次造成了很大的对流，强度足以生成一个小龙卷。

15 发展简史 - 早期历史 1872年，芝加哥土木工程师Powers向美国信号局和国会提议实施人工增雨作业，得到响应和支持，使用300门大炮同时发射，以求增雨（世界上最早的人工增雨作业） “It always rains after a battle.” War and Weather (1871) 1880年，奥地利教授Bombicci认为由大炮炮弹及其它各种工具运送尘土颗粒到云层中，可促进水滴凝结，阻止冰雹形成； 1880年，美国将军Ruggles使用气球携带爆炸物到高空爆炸增雨，并得到州政府官员的经费支持；

16 发展简史 - 早期历史 1891年，美国人使用干冰促进降水； 1892年，美国在德州发射能发出一连串巨响的爆炸物来促使云层降雨；
1895年，奥地利由政府成立防雹机构实施作业，使用大炮轰击雹云，据说有相当惊人的成功率； 奥国技术后传入法、德、意、俄等国，至1900年意大利达10000门

17 云的分类 1802年，法国的Jean Baptiste Lamarck (1744 - 1829),首先将云分为512种类型
英国的药剂师Luke Howard(1772 – 1864) 1803年：On the Modification of Clouds 他宣称：通过他的分类，“气象学将从经验的神秘主义和没完没了的不确定性争论中被拯救出来”。 1887年Hildebrandson; Abercromby亦对云分类 《云雾降水》P12

18 云的分类 Howard把云按形态分为四类： 1）积云（cumulus: Cu）；2）层云（stratus: St）；
3）卷云（cirrus: Ci）； 4）雨云（nimbus: Nb）。 《云雾降水》P12 Howard, Luke. On the modifications of clouds. London, Berlin, p.

19 发展简史 1896巴黎出版第1部国际云图，现用瑞士1956年版

20 道尔顿与饱和水汽压 John Dalton (1766-1844) 近代化学之父 近代化学的奠基人
混合气体（大气）的总压等于组成它的各个气体的分压之和 1793年，在豪夫的推荐下，道尔顿受聘于曼彻斯特的一所新学院。在这里他出版了自己的第一本科学著作—《气象观察与研究》

21 道尔顿与饱和水汽压 从21岁开始，坚持57年观察天气，他一生记录了20万条观察记录
对气象观测和对大气各种问题的思索很自然地引导他去研究气体的物理性质。 用自己亲手设计制作的器具考察大气、水蒸气等多种气体和蒸发、压缩、膨胀等物理现象 对大气的组成、混和气体的状态、气体的扩散、气体在水中的溶解等问题作了实验研究。 完成了“关于极光”、“关于气压计”、论降雨”、“关于温度计”、“混和气体的组成”、“论水蒸气的力”、“论蒸发”、“论气体受热膨胀”等论文。

22 发展简史 Dalton（ ）测量饱和水汽压 1843年Clapeyron从理论上得出饱和水汽压随温度的变化，随后Clausius将此关系改写为通用的表达式

23 发展简史-成核作用的早期发现 1870年Kelvin勋爵在爱丁堡皇家学会的会议录上发表了具有重大意义的论文。云滴表面饱和水汽压随温度和水滴大小的变化关系。 1875年法国人Coulier发表试验结果，证实空气中悬浮颗粒在微量过饱和或未达到过饱和情况下，可充当在其周围发生凝结的核。 1880年后，苏格兰物理学家John Aitken埋头苦干了近35年的卓越的研究工作。用爱根核计数器的轻便膨胀室，考察了低层大气中所含的颗粒数。 1884年Raoult研究稀溶液的饱和水汽压定律

24 发展简史-成核作用的早期发现 1890年，Gibbs提出相变时能量转化有关的Gibbs自由能概念
1897年Wilson进行了经典的云室试验，研究无尘空气中带电离子的凝结 1921和1926年，瑞典化学家兼气象学家Hilding Kohler证实了海盐核的重要性，并发展了吸湿性核凝结理论。 继这项开拓性的工作以后，德国法兰克福Taunus观象台进行了一系列核的数目和大小的测定，由基督教徒Junge指导继续进行。Junge和他以前的John Aitken一样，成为这一学科的世界权威。

25 发展简史-过冷却和伯杰龙假说 1900年Berson通过气球观测发现过冷却云滴
Wegener在他1911年出版的《大气热力学》一书中就讨论了在-20—-30C的温度下观测到的液滴。书中说“水汽张力将自行调节到冰面和水面饱和值之间的某一个值。由此产生的效果必然是，在冰上将连续不断发生凝结，而同时液体水则在蒸发，这一过程一直要进行到液相完全耗尽为止”。 Alfred Lothar Wegener ( ) German geophysicist, meteorologist, and explorer who proposed the theory of continental drift. The Alfred Wegener Institute for Polar and Marine Research (AWI) The Origins of Continents and Oceans

26 发展简史-过冷却和伯杰龙假说绪论 22年以后，Bergeron将观测事实加以整理，提出了他那个液相和冰相混合云发生降水的著名理论。Bergeron把他的理论提到1933年在里斯本召开的国际大地测量和地球物理联合会第五次全体会议上，会议论文集直到1935年才发表。 Findeisen在Bergeron思想的基础上加以扩充，于1938年发表文章对这个理论作了更为明确的阐述，并引进了许多新的解释。因此Bergeron理论在许多地方便以Bergeron-Findeisen理论而著称。

27 发展简史-现代人工影响天气的开端 1902年：法国人Vidal最早用火箭射入云中，试图消雹。
1924年：哈佛大学物理学教授Chaffee在云层上方播撒带电砂粒以图通过带电粒子增雨。 实验结果：从相反方向来说是成功的，播撒后云消散 1930年，Houghton教授在MIT观测场浓雾中喷撒氯化钙水雾使局部暖雾消散，同类方法约30年后应用

28 发展简史-现代人工影响天气的开端 干冰的使用： 因为缺乏云物理试验评价技术和理论解释，所以他们的理论和实验没有受到气象界的重视。
1891年，美国气象学家Gathman: Method of Producing Rainfall 1931年，荷兰气象学家Veraart: More Sunshine in the cloudy North, more Rain in the Tropics 均指出：干冰可以用来播云，如果将干冰投入0度且过饱和的云中时，可产生尤其是的冰晶。 Veraart在荷兰进行了实验，虽然他不能证实是否已经产生冰核，但是产生了降水。 因为缺乏云物理试验评价技术和理论解释，所以他们的理论和实验没有受到气象界的重视。

29 发展简史-Irving Langmuir博士
Langmuir博士美国最早的诺贝尔奖金获得者之一，因表面化学方面的工作而获得1932年的诺贝尔奖。1947年他在美国科学院的讲演中是这样叙述Schaefer早期的研究工作： “Schaefer比我年轻得多。他来实验室，就在机械车间工作，是一位很熟练的技工，给我们做了许多精密仪器。后来他想参加研究工作。便和我们一起研究表面化学，工作得很不错，发表过这方面的研究成果。他喜欢爬山，我也喜欢，总的说我们都喜欢室外生活。这是很重要的，而且和我们后面对人工控制天气的兴趣密切相关。我们现在所做的许多事情都源出于那个共同的背景。谁也不会给我们作出那种安排。要不是我们生性就喜欢这样做的话，谁也无法说服我们冬天登上华盛顿山进行这一项属于自然现象的研究”。

30 发展简史-Schaefer的伟大发现 观测冰箱里湿空气的凝结时，当温度降到-20℃左右时，仍没有冰形成。
最后，在一个异常酷热的日子（1946年7月12日）。冰箱里的温度不够低，他想让温度再低一点，就取了一大块干冰投入箱中去降低温度。忽然间，空气中马上充满了冰晶，足有几百万个。他又把干冰取出来，冰晶维持了一会。接着他发现，即使很小一块干冰也能使云里充满冰晶。他取一根在液态空气中浸过的针，让这根针在冰箱里经过一次，就又产生无数个冰晶。这个效果很快散布到整个冰箱。 Schaefer实验日记中这样写道：“当我们还在云里面看见到处是耀眼的冰晶时，我转向Curt和他握手，我说：‘我们成功了’！

31 发展简史-Schaefer的伟大发现 Schaefer就他的实验给《科学》杂志写了一篇文章，发表于1946年11月15日的期刊上。他在文章的结语中写道：按计划准备在不久的将来通过一架飞机向云中播撒小块干冰，而将过冷云大规模转化为冰晶云。我们相信，这种作业是切实可行、比较经济的，同时，大面积的云系也可用这种方法进行人工影响。 最后这一句话竟落在事实后面，1946年11月13日，即这一期《科学》出版的前两天，Schaefer进行了一次有历史意义的飞行，它是人类第一次对一块过冷云进行科学播撒。Schaefer从Curt驾驶的一架小型飞机的座舱里，在一块云的上方沿着一条大约3英里长的航线，播撒了3磅干冰。这块云是层云，云高4000多米，云中温度-20C。在5分钟以内，似乎整个云都转变成雪，在云下降落了约600米才蒸发掉。

32 发展简史-Vonnegut博士的碘化银实验
当Schaefer实验室的实验做过以后，便把他的注意力又转移到冰的成核作用上来。当他了解到冰晶可以在具有适当的晶体结构的物质上增长核化之后，他翻阅了x光晶体学手册，寻找晶体结构和冰晶相近、又不溶于水的物质。碘化银和碘化铅似乎是最合乎这个条件的。

33 Langmuir, Schaefer and Vonnegut
传播喜讯 " it becomes apparent that important changes in the whole weather map can be brought about by events which are not at present being considered by meteorologists.“ - Langmuir, 1948, Journal of Meteorology 由此直至1957去逝，Langmuir一直热心于人工影响天气的研究和试验.

34 Langmuir与美国天气局长Reichelderfer 博士的争辩
"I pointed out to him, however, that the larger the storm, and the more energy that is stored in it, the easier it should be at the proper stage in its development to get widespread effects. To assume that a hurricane could not be successfully modified by even a single pellet of dry ice is like assuming that a very large forest could not be set on fire by such a small thing as a single match."

35 简史 最早的人工影响云层照片（卷云计划）

36 国外著名人工影响天气计划 1947：Project Cirrus (Langmuir)
: The Weather Bureau Cloud Physics Project 1951: The Artificial Cloud Nucleation Project (Petterssen) : Six United States project : Arizona projects (Convective clouds) : Project Whitetop (Convective clouds, Braham) : Climax I ( ) and II (Winter orographic clouds, ) : Israeli experiments (Convective clouds, I: , II: , III: ) : Orly Airport in Paris (Supercooled fog Dissipation) : Lake Almanor experiment (Winter orographic clouds) : Project Stormfury : Tasmanian experiments (Winter orographic clouds) : The Caucasus experiments of the Russians (Hail suppression) : South Dakota Project (Hail suppression) : Bridger Range experiment (Winter orographic clouds)

37 国外著名人工影响天气计划 1973-80: HIPLEX-1 (Convective clouds)
: Indian experiments (Hygroscopic Seeding) : Sierra Cooperative Pilot Project (SCPP, Winter orographic clouds) : WMO Precipitation Enhancement Project (PEP) : Florida Area Cumulus Experiments (FACE, Dynamic Glaciogenic Seeding) 1 ( ) and 2 ( ) : South African experiments (Hygroscopic Seeding) : South African experiments (Dynamic Glaciogenic Seeding) : Texas experiments (Dynamic Glaciogenic Seeding) : Thailand experiments (Dynamic Glaciogenic Seeding) : Thailand experiments (Hygroscopic Seeding) : Mexico experiments (Hygroscopic Seeding)

38 发展简史-芝加哥学派时期 雷达探测 计算机与云模式 卫星探测 美国南达卡人影公司

39 计算机遥控发射系统:ALAN-MZ and ELIA
俄罗斯:高性能全自动控制火箭系统 口径69mm 降落伞安全系统 飞行时间52 分钟 初速度可达110 m/s 播撒半径 12 km 计算机遥控发射系统:ALAN-MZ and ELIA 来源：郭学良--我国人工影响天气事业50年回顾与展望

40 美国人工影天气发展阶段

41 美国人工影天气发展阶段 阶段1 (1946-1980) 阶段2 (1981-1990) 阶段3 (1991-2000)
开展大量研究，经极大的热情投入应用 阶段2 ( ) 带着对作业效果的怀疑进行谨慎应用研究和作业 阶段3 ( ) 缺少经费支持；技术和装备得到发展，逐步进行科学作业 阶段4：科学性？效果？……

42 发展简史 国人之贡献

43 发展简史-国内 战国竹书纪年卷：“轩辕五十年秋七月庚申天雾三日三夜，昼昏。大舜四十七年冬陨霜，不杀草木。”
殷墟甲骨文：云、大雨、猛雨、疾雨、足雨、多雨、毛毛雨、小雨、大风、雾、雪、霰、电、虹等卜辞； 诗经：“上天同云，雨雪纷纷”《信南山》；“有渰萋萋，兴雨祁祁”《大田》 《庄子•徐无鬼》“风之过河也，有损焉；日之过河也，有损焉。” 《庄子•天运篇》“云者为雨乎？雨者为云乎？” 《老子•道德经》“飘风不终期，骤雨不终日。” 有ｙǎｎ＠①（音“掩”，云兴之义）萋萋，兴雨祁祁（徐徐义）； 风（空气流动）吹过河面，必与水面相摩擦，故言有损。而太阳照射 河面，热量会被水吸收，故也有损。 ：“云气西行云云然，冬夏不辍；水泉东流，日夜不休，上 不竭，下不满，小为大，重为轻，国道也。”提出了朴素的水文循环概念。

44 发展简史-国内 《汉书•天文志》“陈云如垣。杼云如杼柚，云传两端锐。杓云如绳……，钩云如句曲。”
《吕氏春秋• 应同》“山云草莽，水云鱼鳞，旱云烟火，雨云水波，无不皆类其所生以示人。” 西汉董仲舒《雨雹对》“攒聚相合，其体稍重，故雨乘虚而坠”；“风多则合速，故雨大而疏；风少则合迟，故雨细而密” 《春秋说题辞》“盛阴之气，凝滞为雪” 《吕氏春秋•圜道》“云气西行云云然，冬夏不辍；水泉东流，日夜不休，上不竭，下不满，小为大，重为轻，圜道也。”

45 发展简史-国内 《周易集解篡注》引三国吴陆绩语“水气上天，决降成雨” 北魏末期，贾思勰《齐民要术》“天雨新晴，北风寒切，是夜必霜。”
西汉韩婴《韩诗外传》“凡草木花多五出，雪花独六出，雪花曰霙，雪云曰同云” 霰： “如彼雨雪，先集维霰”《诗经•頍弁》；东汉刘熙《释名》“霰，星也，水雪相搏（团也），如星而散也” 西汉董仲舒《雨雹对》“雹，霰之流也，阴气暴上，雨则凝结成雹焉” 雪花多六出，其数属阴也。”而在西方，直到１６１１年，才有人 发现这个奥秘。对雪花晶体的认识，我国比西方至少早１５个世纪

46 发展简史-国内 唐孔颖达《礼记注疏》“若云薄漏日，日照雨滴则虹生。” 宋蔡卞《毛诗名物解》“水气纯化，在天成雾，雾，云之类也” 日本人在韩国境内所发现清乾隆庚寅年（即乾隆35年）的测雨台

47 发展简史-国内 1950年5月25日，山西武乡二区下午1时许，组织千门土炮、土枪轰打雹云，长达6小时。 1951年1月台湾能源公司为增加日月潭水量，进行飞机人工增雨，使用干冰和AgI溶液。 1952年台湾成立人工影响天气研究所

48 发展简史-国内 1956年1月25日，毛泽东主席召开最高国务会议时说：“人工造雨是非常重要的，希望气象工作者多努力”。
“We shall propose further cooperative efforts between all nations in weather prediction and eventually weather control.” (President John F. Kennedy, 1961) 1956年10月，《气象科学研究12年远景规划(草案)》中，第二大专题大气物理学第四项是“云与降水物理过程和人工控制水分状态的试验研究”。 1957年，中国科学院和北京大学分别派出留学生赴苏联学习云物理和人工影响天气

49 发展简史-国内 我国的云降水物理学是在1958年“大跃进”时期创建的：赵九章、顾震潮、谢义炳、赵柏林、徐尔灏等。
1958年在干旱最严重的吉林省产生进行了人工降水的试验，取得了实效。 西北：祁连山区、兰州人工降水 中南、华东：飞机人工降水 黄山、衡山、庐山：云物理观测基地

50 发展简史-国内 揭示我国云降水的一些宏观和微观物理特征；
提出暖云降水的起伏理论，以及人工降水作业时的最佳播撒方法。这些理论和方法，突破了当时旧的观点，在云物理学上很有意义； 对盐核的来源、云滴谱的形成理论、云动力学、人工影响天气的效果检验、雷电定位和闪电信息的利用、爆炸对云发展的影响等方面提出了独特见解。 “我同他相处近四十年，一直认为他是我学习的榜样”（陶诗言——《云雾降水物理基础—序》）。

51 我国第一次飞机播撒试验（吉林） 吉林第一架人工降雨飞机：杜-2 吉林人工降雨第一位飞行员：周正同志
吉林人工降雨飞机作业在长春第一次飞行后，降雨基地由长春转到吉林市，并于8月4日成立了人工降雨领导小组，吉林市长张文海任组长（左3），李鹏同志也被吸收为小组成员（右1） 来源：郭学良--我国人工影响天气事业50年回顾与展望

52 发展简史-国内 60年代中期以前，云物理学着重于去的微物理学。
70年代开始，特别是80年代以来，云物理学发展到一个新的现代化阶段。主要标志有二： 一是用现代化的技术装备（先进的多功能雷达、配有多种仪器的探测飞机、快速的数据处理系统、卫星探测等多种遥感手段）来研究云、云系、强风暴的内部结构和发生发展过程； 二是用现代化快速计算机，以云中微物理过程和动力过程、云与环境紧密结合，进行数值模拟和试验，从而阐明云和降水发生发展的条件、物理过程、控制因素及其变化规律。

53 发展简史-国内 1996年，经中国气象学会批准，云物理和人工影响天气研究分会在北京成立。 近年来，人影作业服务的规模不断扩大，投入不断增大。
年，21个省（区、市）实施飞机人工增雨作业3216架次，飞行7351小时；高炮火箭防雹作业保护面积39万平方公里，全国人工影响天气总投入累计达到17亿元。 至2002年全国有30个省（区、市）的1632个县（包括县级单位）开展地面高炮、火箭人工增雨防雹作业；拥有专用高炮6800门，火箭发射架3140余台；从业人员达3.5万人。 我国的人工影响天气作业规模已达到世界第一，成为名副其实的人工影响天气工作的大国。 2007年：中国气象学会人工影响天气专业委员会独立开展工作

54 人影组织管理体系得到进一步完善 基本形成了国家-省-地-县四级业务体制 取得了一系列重大科技进展与成果
三、我国人影事业50年发展成就 在国家的重视下，经过几代人影工作者的努力，我国人影事业在50年中取得了显著的成绩： 人影组织管理体系得到进一步完善 基本形成了国家-省-地-县四级业务体制 取得了一系列重大科技进展与成果 来源：郭学良--我国人工影响天气事业50年回顾与展望

55 逐步完善了组织管理体制 国务院 中国气象局 作业点 省（区、市）人民政府 省（区、市）气象局 地、县气象局 全国人影协调会 省人影领导小组
来源：郭学良--我国人工影响天气事业50年回顾与展望

56 国务院批准建立了全国人工影响天气协调会议制度（国办通〔1994〕25号,以下简称“协调会议”），中国气象局为牵头单位，成员单位共15个部委。
来源：郭学良--我国人工影响天气事业50年回顾与展望

57 我国《人工影响天气管理条例》 的颁布实施：步入依法管理的轨道
自2002年5月1日起施行的《人工影响天气管理条例》，是第一部与《气象法》相配套的政府行政法规，体现了党中央和国务院对人工影响天气工作的关心和支持，标志着我国人工影响天气工作步入了依法管理的轨道。 来源：郭学良--我国人工影响天气事业50年回顾与展望

58 省级人工影响天气管理条例的颁布实施 来源：郭学良--我国人工影响天气事业50年回顾与展望

59 中央高度重视，中国气象局召开了多次全国人影协调会议与工作会议
来源：郭学良--我国人工影响天气事业50年回顾与展望

60 胡锦涛2007年春节慰问甘肃人影指挥中心 来源：郭学良--我国人工影响天气事业50年回顾与展望

61 加强了国家级科技支撑建设 来源：郭学良--我国人工影响天气事业50年回顾与展望

62 国家级人工影响天气业务的建立 来源：郭学良--我国人工影响天气事业50年回顾与展望

63 国家人影业务平台产品 雷达组网 高度场 温度场 地面降水场 水汽场 来源：郭学良--我国人工影响天气事业50年回顾与展望

64 国际先进的探测与作业系统建立 来源：郭学良--我国人工影响天气事业50年回顾与展望

65 气象科学研究院，大气所，新疆，北京、河北、山西等省先后引进改装了世界先进的云粒子测量系统，具备了国际先进的探测系统。
我国人工增雨探测技术装备显著改善 气象科学研究院，大气所，新疆，北京、河北、山西等省先后引进改装了世界先进的云粒子测量系统，具备了国际先进的探测系统。 来源：郭学良--我国人工影响天气事业50年回顾与展望

66 无人驾驶小飞机云粒子探测与播撒系统初步应用于人影科学试验
无人驾驶小飞机探测与播撒系统 来源：郭学良--我国人工影响天气事业50年回顾与展望

67 国内自主成功研制新型机载碘化银末端燃烧器，可根据作业条件控制播撒剂量，并在外场进行了催化试验和应用，显著地提高了人工增雨作业效果
焰条基本参数 质量： g 含2％ AgI: 11g 长度： mm 直径： mm 机载碘化银末端燃烧器 来源：郭学良--我国人工影响天气事业50年回顾与展望

68 成功研制高效催化剂配方 3＃配方成核率 提高了多倍， -8℃~-6℃的高温段效果尤其明显 四种新配方与旧配方成核率的比较
红色三角线表示旧配方的对比弹 来源：郭学良--我国人工影响天气事业50年回顾与展望

69 研制了各种云室，解决了催化剂检测问题 15升可移动混合云室照片 15升可移动混合云室示意图
来源：郭学良--我国人工影响天气事业50年回顾与展望

70 研发了国际先进的人工影响天气中尺度和云数值模式系统，并应用于业务
云滴凝结蒸发 雨滴凝结蒸发 水汽(Qv) 碰并破碎 (云雨转化) Fc 冰 晶 凝 华 和 蒸 发 霰 凝 华 和 蒸 发 人工冰晶 (Qii Nii) 云水(Qc, Nc) 雨水(Qr,Nr) 雪 凝 华 和 蒸 发 冰 晶 核 化 冰 晶 繁生 碰并 冻结 碰并 冻结 Fs 转化 霰(Qg) 冰晶(Qi Ni) 雪(Qs) 转化 碰并 碰并 碰并/ 转化 云数值模式框架 来源：郭学良--我国人工影响天气事业50年回顾与展望

71 建立了综合检验与评估(方法)体系， 提高了作业效果评估的水平 建立以统计检验、物理检验和数值模式集成的人工增雨作业效果综合检验方法。
来源：郭学良--我国人工影响天气事业50年回顾与展望

72 河南省试验区春季飞机增雨作业累积相对增雨效果
我国科研成果推广应用效果显著 编号 作业日期 实测降水量(10^3m^3) 估计自然降水量(10^3m^3) 绝对增雨量(10^3m^3) 相对增雨率(%) 累积绝对增雨量(10^3m^3) 累积相对增雨率(%) 1 0.95 2 a 137.35 918.36 668.62 1.11 3 b 788.98 370.51 1.59 4 906.98 3.42 5 a 2.27 2.96 6 b 155.11 13.40 7 c 42.19 18.61 8 a 19.98 18.75 9 b 32.77 21.07 10 a 43.49 21.90 11 b -30.13 20.77 12 a 521.98 851.97 21.01 13 b 287.39 21.34 14 534.35 22.51 15 413.39 1.96 22.28 合计 平均 实测降水量 (亿吨) 估计自然降水量 绝对增雨量 相对增雨率(%) 15次 合计 22.75 18.61 4.14 22.3 平均 1.52 1.24 0.28 来源：郭学良--我国人工影响天气事业50年回顾与展望

73 技术集成系统 研制了综合人工增雨技术系统 集成技术示范平台 业务应用 综合监测、作业判据 数值模式 催化技术 效果评估 数据库 预报系统
增雨概念模型云水资源评价 数值模式 催化技术 效果评估 数据库 预报系统 集成技术示范平台 业务应用 来源：郭学良--我国人工影响天气事业50年回顾与展望

74 项数 专 利 名 称 1 一种用于推算水中冻结核含量实验冷台及系统 2 一种用于三七型人雨弹的催化剂 3 一种移动式混合云室装置 4
相关知识产权 项数 专 利 名 称 1 一种用于推算水中冻结核含量实验冷台及系统 2 一种用于三七型人雨弹的催化剂 3 一种移动式混合云室装置 4 人工影响天气微型无人驾驶飞机系统 5 用于检测水滴冻结温度的冷台 6 可连续提供过冷雾的移动混合云室 7 一种机载播撒增雨催化系统 来源：郭学良--我国人工影响天气事业50年回顾与展望

75 科研成果应用推广和经济社会效益情况 总体增雨效果达到16%以上，2005－2007年共增加降水560.4亿吨，比 年多增雨242亿吨, 投入产出比由1:14提高到1:21 内蒙古 吉林 新疆 辽宁 北京 河北 甘肃 青海 山东 陕西 河南 安徽 湖北 四川 重庆 来源：郭学良--我国人工影响天气事业50年回顾与展望

76 来源：郭学良--我国人工影响天气事业50年回顾与展望

77 获世界气象组织（WMO）人工影响天气成就UAE奖
我国科研成果得到了国际上的重视，已在古巴（ ）、沙特（ ）人工增雨作业中应用，与智利、埃及等国签定了人工增雨技术应用协议，与美国、韩国、日本、以色列等国开展了技术交流。 Russia Canada 美国 USA 日本 France China Japan Spain 以色列 Mexico 韩国 Morocco Sahara Libya 古巴 UAE India 埃及 Thailand 沙特 获世界气象组织（WMO）人工影响天气成就UAE奖 Brazil Australia South Africa 智利 Argentina 来源：郭学良--我国人工影响天气事业50年回顾与展望

78 奥运历史上第一次成功人工消雨 来源：郭学良--我国人工影响天气事业50年回顾与展望

79 我国人影发展的历史 第一个时期( )—外场作业规模不断扩大 结合作业，对云降水微物理结构、冷云催化剂制备方法、播撒装置、暖云催化剂核化机理等开展研究 第二个时期( )—调整、改革、整顿、提高 加强了人工影响天气的科学试验，慎重调整人工 影响天气大规模作业 组织开展国家级“北方层状云人工降水试验计划” 第三个时期(1987年后)—扩大规模并逐步健康发展 结合需求，扩大作业规模，重视现代化建设，提高作业科学水平和效益 组织开展多项国家级研究计划，建设人影基地…… 来源：郭学良--我国人工影响天气事业50年回顾与展望

80 南京信息工程大学该专业方向的历程 1958年，王鹏飞在当年《天气月刊》6月号发表《人工影响云雾》 中央气象局派观象台台长罗漠到江西与省领导商定组建庐山云雾试验站。 1960年9月，大气物理专业招生 撤消大气物理专业，学生并入天气动力专业 1978年9月南京气象学院恢复大气物理系，当年招收学生33人。以后每年招收10一30人，专业方向是云雾物理和人工影响天气。至1999年，培养大气物理专业学生353人

81 南京信息工程大学该专业方向的历程 1980年，湖南、安徽、福建等省气象局和南京大学、南京气象学院及庐山云雾站等单位合作、在合肥举行南方积云试验和考察研究协调会，讨论随机试验进展和积云观测研究方案。并在此基础上筹建南方云物理和积云降水试验协作组。 1980年，安徽省人工降雨办公室与南京气象学院合作，在白湖地区进行高炮人工降雨试验，配有雷达、探空和雨量站网。试验持续两年。 1981年，南京气象学院被批准有权授予大气物理专业硕士学位单位。当年开始招收研究生。至1999年，已培养40余名研究生。

82 南京信息工程大学该专业方向的历程 1983年，周文贤、章澄昌译：云物理简明教程 1983年，王鹏飞译：云物理学简编 1988年江苏省科技进步三等奖：“圆锥形冰雹微结构及其理论和实验研究”(1983—1985)，主要完成人员李子华等。 1989，王鹏飞、李子华，《微观云物理学》 1989年12月15日，南京气象学院和重庆市气象局合作，对重庆雾进行为期1月的大规模综合观测试验。观测项目包括边界层探测、雾的宏微观结构、雾水化学、气溶胶、辐射及大气质量监测等。有近百人参加观测试验工作。

83 南京信息工程大学该专业方向的历程 1990年，利用世界银行贷款引进PMS云降水测量系统 1994年，雷达在气象导变中的应用，李子华等 1996年，发表雾的三维模式和模拟试验研究结果，成功地模拟了辐射雾的生消过程 1997年，云南省气象局同南京气象学院合作，在西双版纳地区实施雾的外场试验计划。探讨该地区生态环境与雾的关系。 1999年，大气物理专业本科生停招

84 2002年：大气物理学与大气环境专业本科恢复招生 2005年：新增人工影响天气专业方向本科召生，每年一个班 目前每年：
南京信息工程大学该专业方向的历程 2002年：大气物理学与大气环境专业本科恢复招生 2005年：新增人工影响天气专业方向本科召生，每年一个班 目前每年： 大气物理学与大气环境方向本科 约40-50人 人工影响天气方向本科 约40 -50人 大气物理学与大气环境硕士生 约40-50人 大气物理学与大气环境博士生 约20人 本届人工影响天气专业委员会委员 4人

85 发展简史-结论 和所有学科一样，社会经济发展的需求是云降水物理学发展的根本动力，人工影响天气是云降水物理学满足社会经济发展需求的具体体现。

86 主要内容 云的宏观形成与观测特征 云雾形成理论 降水形成理论 人工影响天气基本原理 效果检验 数值模式在人工影响天气中的应用 探测技术

87 参考书目 郑国光等译：人工影响天气研究中的关键问题，气象出版社，2005。
中国气象局科技发展司：《人工影响天气岗位培训教材》，气象出版社，2003。 李大山主编：《人工影响天气现状与展望》，气象出版社，2002 胡志晋等译： 《人工影响大气过程的物理基础》，气象出版社，1994 李子华、宫福久：《雷达在天气导变中的应用》，气象出版社，1994。

88 参考书目 章澄昌：《人工影响天气概论》，气象出版社，1992。
Hess, W. N., 1974，《人工影响天气和气候》，王昂生等译，科学出版社，1985。 叶家东、范蓓芬：《人工影响天气的统计数学方法》，科学出版社，1982。 黄美元等：《人工防雹导论》，科学出版社，1980。 其它：云、雾、降水物理方面的书籍、文献。