[发明专利]一种新型人工增雨、除雾、防雹技术

说明书

技术领域

本发明涉及人工降雨技术领域，具体地说涉及一种新型人工增雨、除雾、防雹技术。

背景技术

随着全球变暖趋势的加剧，气候变化影响了比以往更多的领域，干旱形势十分严峻。我国每年平均受旱灾影响的耕地面积约3亿亩，669座城市中有400座供水不足，特别是首都和部分大中城市中有110座严重缺水，水资源缺乏的整体态势日趋严峻，迫切需要开辟新的增水途径。而大气降水是地表水和地下水的最终补给来源，在陆地水循环和淡水资源演化中具有举足轻重的作用。我国年平均空中水资源总量约为18.2万亿立方米，且空中水循环周期最短(约为8天)，地表水资源总量约为2.7万亿立方米，地下水资源总量约为1.0万亿立方米。

人工增雨是利用科技手段开发空中水资源，为抗旱减灾，缓解水资源短缺服务的一种经济有效的途径。目前我国实施人工影响天气作业因为天气条件，不具备可实施人工增雨的云层的制约，空域和安全条件的限制不能及时进行人工增雨作业。

发明内容

针对上述技术存在的不足，本发明提供一种新型人工增雨、除雾、防雹技术。

本发明技术根据恒定电场电晕放电的原则，利用高电势将空气离子化。其主要特征是使用离子发生器(IG)，离子发生器能在大片区域和各种天气条件下不断制造稳定的对流气流，这种气流由轻质单级的含水离子组成，空气基本由氧气和氮气组成，氮分子很容易形成质重的离子(大气里液体的粒子和杂质相互作用)。所以，主要是氧族参与了离子化的过程。(氧原子、氧和臭氧分子)。用电场将氧元素离子化，电场强度控制在10-30kV/m之间。可用来离子化的主要元素氧族很容易获得，因为O，O₂和O₃所需的电离能比氮族N和N2所需的电离能小。氧族所需的电离能和电离电位分别是13，61，12，071和12，52eV，相对的氮族所需的为14，534和15，581eV.假如我们使用特殊的电荷，就能做到使它的电离能对氧起作用而对氮分子不起作用。氧族内部运动如下：

0，440eV和2，103eV对O₂和O₃分子具有电子亲和力。

水分子是一个很强的偶极子，这种分子加速了带阴电荷的地面释放出的负离子的运动，也加快了附近其他负离子的上升运动。也就是说形成了上升的对流热空气，里面包含了许多质量很轻的含水离子。然后凝结成水蒸气，潜在的热能蒸发量在597Cal/克。部分热能会转化成上升气流的动能。因此，电的排斥力与释放的热能制造出一股强大稳健的上升气流，同时形成一朵朵积雨云。有利的天气条件下(首先空气要有足够的湿度)，上升的积雨云会迅速向纵向和横向扩张，上升的速度也由每秒5公里加快到每秒15-20公里。云层大片聚合凝结成细微的小水滴。气流继续上升，云里所含的小水滴依然很平均，这时还不构成降雨。在云层最顶端，此时的温度是零下，小水滴逐渐变成冰晶。混合结构的云中的水分由水滴状变为冰晶状，云在不断增加，制造了降雨条件。这种云有个名字叫做积雨云。它当中的垂直气流速度达到每秒25公里。云的范围达到5-20公里的横截面积，最高的高度是7-8公里。蒸发的降水粒子使周围空气降温，加强了气流下降的力度。上升和下降气流同时在云里交汇，云的稳定开始遭到破坏，此时下降气流逐渐占据强势地位。

除了降雨，强劲的上升气流可以破坏现有气温下的逆温层，逆温层可以干扰气流的上升并且聚集了很多雾、烟和有毒污气体。将逆温层破坏使其底部对流层的空气得到净化，去除了有害的杂质。

本发明的优点：本发明无须云层，不影响飞行器及环境和人员的安全，无需申请空域，设备可快速部署和应用。

具体实施方式

关于人工降雨技术，不需要云层，利用的是空气中的湿度(大气中的水蒸气)，将其在负离子周围浓缩，再通过离子发生器向外喷射。这些浓缩的水分子会通过发射出的离子显示为多个团状物质。团状物质转变为水滴，形成降雨。与通过云层的自然降雨基本是同一个原理，但是它不是借助负离子，而是通过银离子或者其它物质。通过云层的自然降雨只要没有云或者没有足够的云就无法形成。

利用湿度和负离子之间的相互作用。相互作用形成降雨所需要的时间，要依据当地的气象环境。如果有比较高的湿度(55-65％)，在第二天或第三天的时候就可以成功降雨。