[科普中国]-暖云

定义

暖云是指整个云体的温度在0℃以上，云体由水滴构成，又称为水成云。1

繁生机制云中水滴增大—破碎—再增大—再破碎的循环往复过程，常用来解释暖云降水的形成，称之为“链锁反应”，有时也称为暖云的繁生机制。

由于冲并作用，水滴不断增大，在空气中下降时就不再保持球形。开始下降时，底部平整，上部因表面张力而保持原来的球形。当水滴继续增大，在空气中下降时，除受表面张力外，还要受到周围作用在水滴上的压力以及因重力引起的水滴内部的静压力差，二者均随水滴的增长及下降而不断增大。在三种力的作用下，水滴变形越来越剧烈，底部向内凹陷，形成一个空腔。空腔越变越大，越变越深，上部越变越薄，最后破碎成许多大小不同的水滴。2

水滴在下降过程中保持不破碎的最大尺度称为临界尺度，常用等体积球体的半径来表示，称为临界半径或破碎半径。在不同的气流条件下，临界半径是不同的。如在均匀气流条件下，临界半径为450—500μm。而在有扰动的瞬时气流条件下，临界半径约为300μm。在自然界中观测到的临界半径为300—350μm，这是因为大气具有湍流的缘故。当大气中的雨滴增大到300—350μm 时，就要破碎成几个较大的滴和一些小滴，它们可以被上升气流携带上升，并在上升过程中作为新一代的胚胎而增长，长大到上升气流支托不住时再次下降，在下降过程中继续增大，当大到临界半径后，再次破碎分裂而重复上述过程。1

人工影响暖云降水在暖云中，胶性稳定状态（云是由悬浮在空气中的液态水滴和冰晶、雪花等所组成的气溶胶体，按照胶体化学的说法，悬浮在气相中的这种液相或固相的水质点如果保持其各自的原有状态不变，则称作胶性稳定）的维持往往是由于云中缺乏大水滴，滴谱较窄，冲并作用不易进行之故。暖云内不可能有冰晶效应，促使降水形成起决定性作用的是水滴大小不均匀和冲并过程。因此，要人工影响暖云降水可以引入吸湿性核（如食盐）。由于其能在低饱和度下凝结增长，故可在短时间内形成数十微米以上的大滴。也可直接引入30—40μm 的大水滴，从而拓宽滴谱，加速冲并增长的过程，达到降水的目的。或引入表面活性物质（能显著减小水滴表面张力又可抑制蒸发的物质），改变水滴的表面张力状态，以利于形成大水滴并促使其破碎，加速链锁反应，从而形成降水。3

我国南方大量的野外试验中，发现在暖性对流云顶播撒大颗粒（直径大于100μm）、大剂量（每千米几十千克）的盐粉，效果很显著。对于发展快、垂直厚度大、含水量丰富而又有上升气流的暖性对流云进行反复催化，可以得到大量降水。但是这种方法消耗食盐量大，效率低。要求飞机有较大的载量。1

在美国、澳大利亚和我国都曾对暖云作过播散大水滴的试验。研究人员发现，用飞机从云顶或云下部撒水能使暖云降水有所发展，并可使薄云消散。但这种方法要求飞机有较大的载量，其效能也不如播散吸湿性物质。