一种人工影响天气的方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了人工影响天气的方法及系统，所述方法包括步骤：第一步，预测云水消减规模；第二步，确定消雨区、增雨区位置；第三步，测算云水迁移作业规模及所需设备数量；第四步，设置浮空平台；第五步，设置浮空大通径管道；第六部，云水迁移作业实施。应用所述方法，使用轻质、高强度、大通径管道，单管平均每小时可迁移云水67.4吨。利用输入、输出端口压差和人工导流技术，实现云内水汽定点、定量、定向移动，实现降水再分配，实现减灾和环境改善双因素人工影响天气。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及气象干涉
，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迀移技术。
技术介绍
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 实现以云水人工迀移、饱和水汽转移为基础的降水再分配技术。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术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迀移技术。本技术利用云水 人工迀移方法，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。 依据本专利技术的第一方面，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、炜度、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，测算云水迀移作业规模及所需设备数量。根据云水迀移速度、规模、迀移 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粧。单艘浮空平台载荷大于1000kg， 根据云水迀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迀移。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-lOg/cm 3,自然压差0. 5-lMPa。为减弱云水逸散且受动力、体积限制， 云水迀移速度平均17m/s左右。 依据本专利技术的第二方面，提供一种人工影响天气的系统，其使用上述方法，其包括 一体化浮空管道、浮空平台和系统远程控制平台，其特征在于，所述一体化浮空管道，用于 云水收集-输送-播撒，即云水收集、输送、播撒降水催化剂产生降水；所述浮空平台，用于 悬挂、牵引一体化浮空管道，通过系留索定点悬浮在系留台之上；所述系统远程控制平台， 用于浮空平台升降、管道连接、分离、降水催化剂播撒和作业环境观察、监测的地面控制，用 于提升云水人工迀移作业效率、录取资料和提高安全保障。与现有技术相比，本申请专利技术的有益效果是：云水迀移系统可以实现云水的 定向定量迀移，能有效消减降雨，防止、消减城镇内涝，消减自然灾害的发生；同时，本专利 增加了浮空平台和浮空管道的应用范围，使浮空平台和浮空管道成为云水迀移的有力工 具。【附图说明】 图1是依据本专利技术的人工影响天气技术的云水人工迀移系统全景示意图。 图2是依据本专利技术的人工影响天气系统中的悬浮平台与轻质管道在空中组合应 用不意。 图3是依据本专利技术的人工影响天气系统中的一体化浮空管道结构图。 图4是依据本专利技术的人工影响天气系统中的自调压可变积系留浮空器截面示意 图。【具体实施方式】 下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利的一部分实施例，而不是全部的实施例。基 于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其 他实施例，都属于本专利技术保护的范围。同时，不应当将本专利技术的保护范围仅仅限制至下述具 体结构或部件或具体参数。 在各个附图中具体附图标记指示如下：图1中，1-1 :浮空平台；1-2浮空管道；1-3 管道悬浮索；1-4 :工业抽风机；1-5 :浮空平台系留索；1-6 :系留台。 图2,即浮空平台与浮空管道在云水迀移中的组合应用示意，图中图2-1 :浮空平 台；2-2 :浮空管道；2-3 :工业抽风机。 图3中，3-1太阳能薄膜电池；3-2:管道（弹簧）龙骨；3-3:管道壁；3-4:(悬挂在 浮空平台之下的）悬挂锁；3-5 :入口内电磁条；3-6 :压并搭扣（公扣）；3-7 :压并搭扣（母 扣）；3-8:出口边电磁条。图3为一体化浮空管道基本结构图（基本参数：总圈数n+2,自 由高度nt+3d，压并高度（n+3)d ;基本特征：龙骨在外，管壁蒙皮在内；两端并紧，磨平，附磁 条，支承圈1圈。） 图4中，4-1 :太阳能薄膜电池；4-2 :液压伸缩滑套支杆；4-3 :系留索；4-4 :系留 台。图4即自调压可变积系留浮空器截面图本文档来自技高网...

【技术保护点】
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；第二步，确定消雨区、增雨区位置；第三步，测算云水迁移作业规模及所需设备数量；第四步，设置浮空平台；第五步，设置浮空大通径管道；第六部，云水迁移作业实施。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：许琬晨，许钰翔，潘思羽，徐萍，陈东明，郭秀文，
申请(专利权)人：许琬晨，
类型：发明
国别省市：辽宁;21