[发明专利]一种人工影响天气的方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及气象干涉技术领域，具体涉及一种人工影响天气的方法及系统，特别适用于涉及减弱、转移和增加降水的云水迁移技术。

背景技术

我国是洪水灾害频繁的国家。据史书记载，从公元前206年至公元1949年中华人民共和国成立的2155年间，大水灾就发生了1029次，几乎每两年就有一次。解放后全国性的大水灾主要有两次，1954年大水灾和1998年大水灾。1954年水灾全国受灾面积达2.4亿亩，成灾面积1.7亿亩。长江洪水淹没耕地4700余万亩，死亡3.3万人，京广铁路行车受阻100天。国家对自然灾害的救济费为3.2亿元。1998年，一场世纪末的大洪灾几乎席卷了大半个中国，长江，嫩江，松花江等大江大河洪波汹涌，水位陡涨。800万军民与洪水进行了殊死搏斗。据统计，当年全国共有29个省区遭受了不同程度的洪涝灾害，直接经济损失高达1666亿元。成灾6000万亩，因灾害造成粮食减产上百亿公斤。

与洪水灾害相对应的是，我国又是一个旱灾频发的国家，不仅历史上有多次导致颗粒绝收的大旱情发生，更有数不胜数的局部旱灾发生。例如在修建林县红旗渠的官方记载上就有局部旱灾的真实记载，旱灾的发生甚至导致人吃人的灾难性现象发生。与旱灾对应的是，2012年7.21北京特大暴雨、2015年6.16上海“看海”等都是暴雨成灾。

旱灾与洪涝灾害的产生，都是降水集中与不均衡造成的：一是降水空间差异大，南涝北旱，二是降水时间分配差别大，7、8、9三个月降水占全年降水量的70％，此期间常有高强度暴雨或受北上台风影响而形成的长历时连续降水，造成洪涝灾害。在秋冬季，由于气温低，蒸发量小，秋季滞流耕地中的雨水及受冻结温度梯度作用上升到地表的地下水冻结成为固态，与冬季降雪一起，春暖融化滞存于耕地表层形成春涝，“一年秋雨，两年成灾”。

因此，人们迫切期望能掌握人工影响天气的技术，能够实现天气的调节，特别是能实现以云水人工迁移、饱和水汽转移为基础的降水再分配技术。

发明内容

为了解决上述问题，本发明人经过反复研究和设计，本申请提出一种人工影响天气的方法及系统，特别适用于涉及减弱、转移和增加降水的云水迁移技术。本技术利用云水人工迁移方法，遵循室内模拟、方法筛选、可行性分析、实施方案设计、先导试验等技术研究路线，解决了雨涝、洪涝、干旱分布不均等问题。

依据本发明的第一方面，提供一种人工影响天气的方法，其包括下述步骤：

第一步，预测云水消减规模。基于云物理结构和降水宏微观物理认识，通过气象雷达回波、飞机携双波长微波辐射计等穿云检测探测降水云(积雨云、雨层云、层云等)云顶、云底高度、云体大小、含水量大小及分布等，预测云水总规模和需要消减的规模、效果。

第二步，确定消雨区、增雨区位置。综合考虑风向等气象条件、纬度、地形、交通等地理条件，研究、确定需要消减降水的区域(城区、市镇、农田等)和增雨区(湖泊、水库、河流、旱区等)位置，规划作业路线、交通条件与运输方式。

第三步，测算云水迁移作业规模及所需设备数量。根据云水迁移速度、规模、迁移距离要求等，计算和准备作业所需浮空管道、浮空平台等数量。

第四步，设置浮空平台。浮空平台由浮空器升级改造而成，位于对流层之内平流层之下，距离地面1000-2500m，以系留索固定于地面系留桩。单艘浮空平台载荷大于1000kg，根据云水迁移规模和输送距离长短，多艘联合使用。

第五步，设置浮空大通径管道。高强度轻质耐磨耐撕扯材料建造的浮空管道从平时的压缩-折叠状态在空中展开，悬挂在浮空平台之下。浮空管道单管内径＞2m，长度＞0.5km，横向及纵向联合使用(参见图2)，浮空管道起始点在云中依抽吸半径呈动态面积或立体分布。管道间直接连接，位于增雨区的管道出口端安装有干冰等催化剂喷射器。

第六步，云水移动实施。在以上步骤确定云水移动规模、距离、效果，准备好作业所需浮空平台、浮空管道等设备并运送到作业线路之后，按照连接系留台、浮空平台充气、升空、牵引浮空管道升空、展开、定位、连接的顺序实施云水迁移。尽可能利用自然压差，形成云水从消减区向增雨区的定向、自然流动，在流速、流量达不到要求的情况下，启动抽风机，人工增强流速、流量。根据研究，随着高度增加，气压非均衡下降，形成管道两端气压差。在自然压差和人工驱动力的作用下，积雨云、雨层云内的饱和水汽、云滴、冰晶就会发生定向流动。云内含水量5-10g/cm³，自然压差0.5-1MPa。为减弱云水逸散且受动力、体积限制，云水迁移速度平均17m/s左右。