雪怎樣形成的
一般來說,人工降雪比人工降雨的成功率更大。那麼雪是怎樣形成的?小編在此整理了雪的形成原理,供大家參閱,希望大家在閱讀過程中有所收穫!
雪的形成原理
空氣在某一個溫度下所能包含的最大水汽量,叫做飽和水汽量。空氣達到飽和時的溫度,叫做露點。飽和的空氣冷卻到露點以下的溫度時,空氣裡就有多餘的水汽變成水滴或冰晶。因為冰面飽和水汽含量比水面要低,所以冰晶生長所要求的水汽飽和程度比水滴要低。也就是說,水滴必須在相對溼度***相對溼度是指空氣中的實際水汽壓與同溫度下空氣的飽和水汽壓的比值***不小於100%時才能增長;而冰晶呢,往往相對溼度不足100%時也能增長。例如,空氣溫度為-20℃時,相對溼度只有80%,冰晶就能增長了。氣溫越低,冰晶增長所需要的溼度越小。因此,在高空低溫環境裡,冰晶比水滴更容易產生。
有人做過試驗,如果沒有凝結核,空氣裡的水汽,過飽和到相對溼度500%以上的程度,才有可能凝聚成水滴。但這樣大的過飽和現象在自然大氣裡是不會存在的。所以沒有凝結核的話,我們地球上就很難能見到雨雪。凝結核是一些懸浮在空中的很微小的固體微粒。最理想的凝結核是那些吸收水分最強的物質微粒。比如說海鹽、硫酸、氮和其它一些化學物質的微粒。所以我們有時才會見到天空中有云,卻不見降雪,在這種情況下人們往往採用人工降雪。
人工降雪簡介
天上的水汽要變成雨雪降下來必須具備兩個條件,一個是必須有一定的水汽飽和度***主要與溫度有關***,另一個是必須有凝結核。因此,人工降雪首先必須天空裡有云,沒有云就象巧婦難做無米之炊一樣,下不了雪。能下雪的雲,棸0℃以下的“冷雲”。在冷雲裡,既有水汽凝結的小水滴,也有水汽凝華的小雪晶。但它們都很小很輕,倘若不存在繼續生長的條件,它們只能象煙霧塵埃一樣懸浮在空中,很難落下來。我們在冬天裡經常能看到大塊大塊的雲彩,就是不見雪花飄下來,因為組成這些雲彩的雪晶太小,克服不了空氣的浮力,降水能力很差。如果在雲層裡噴撒一些微粒物質,促進雪晶很快地增長到能夠克服空氣的浮力降落下來,這就是人工降雪的功勞。
早期,人們各顯神通採用過許多有趣的方法。這些方法主要有:在地面上縱火燃燒,把大量煙塵放到天空裡;用大炮襲擊雲層;利用風箏高飛雲中,然後在風箏上通電,閃放電花;乘坐飛機鑽進雲層噴灑液態水滴和塵埃微粒。但是,這些方法的效果都很不理想。 直到1946年,人們才發現把很小的乾冰微粒投入冷雲裡,能形成數以百萬計的雪晶。當年1l月3日,有人在飛機上把乾冰碎粒撒到溫度為-20℃的高積雲頂部,結果發現雪從這塊雲層中降落下來。
這裡所說的乾冰不是由水凍結的冰,而是二氧化碳的固體狀態,很象冬天壓結實的雪塊。乾冰的溫度很低,在-78.5℃以下。把乾冰晶體象天女散花似地噴撒在冷雲裡,每一顆二氧化碳晶體都成為一個劇冷中心,促使冷雲裡的水汽、小水滴和小雪晶很快地集結在它的周圍,凝華成較大的雪花降落下來。
現在常用碘化銀來人工降雪。碘化銀是一種黃顏色的化學結晶體,平時作為照相材料裡的感光劑使用。碘化銀的晶體與雪晶的六角形單體尺寸非常相似,它們單體裡的原子排列也十分近似,兩者的晶格間距也很接近***碘化銀是4.58埃,雪晶是4.52埃***。因此,把碘化銀微粒撒在降水能力較差的雲層裡,使它“冒名”頂替雪晶,便能讓雲中的水汽和小水滴在“冒名”的晶體上凝華結晶,變成雪花。