人工影響臺(tái)風(fēng)的強(qiáng)度是多少 人工影響臺(tái)風(fēng)的強(qiáng)度的因素

導(dǎo)語(yǔ)：人工影響臺(tái)風(fēng)的強(qiáng)度是多少,？人工影響臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度,，通常指的是通過(guò)一系列人為干預(yù)措施，如播撒凝結(jié)核,、改變海面溫度,、改變大氣環(huán)流等方式，試圖對(duì)臺(tái)風(fēng)的強(qiáng)度產(chǎn)生某種程度的影響,，然而,，要精確地量化人工影響臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度的具體數(shù)值，目前仍然是一個(gè)科學(xué)難題,，這是因?yàn)榕_(tái)風(fēng)的形成和發(fā)展受到眾多因素的共同影響,，包括海洋環(huán)境、大氣環(huán)流,、地形地貌等,，而這些因素之間相互交織、相互影響,，使得臺(tái)風(fēng)的變化充滿了不確定性和復(fù)雜性,，下面就一起去看看人工影響臺(tái)風(fēng)的強(qiáng)度的因素吧！

人工影響臺(tái)風(fēng)的強(qiáng)度是多少

大暴雨

臺(tái)風(fēng)帶來(lái)的大暴雨,、強(qiáng)風(fēng)和風(fēng)暴潮都能引起災(zāi)害,，尤其是臺(tái)風(fēng)中的猛烈大風(fēng)更具有嚴(yán)重的破壞性。如果能用人工方法影響臺(tái)風(fēng)的強(qiáng)風(fēng)和暴雨便能大大減輕臺(tái)風(fēng)的災(zāi)害,，甚至可以變害為利,，使臺(tái)風(fēng)聽命入們的意志,。

有入曾經(jīng)估計(jì)，如果能把臺(tái)風(fēng)風(fēng)力減少30%,則風(fēng)災(zāi)可以減少一半,。由此可見,，用人工方法來(lái)影響臺(tái)風(fēng)的強(qiáng)風(fēng)和降雨具有十分重要的意義。這是人類在改造大自然中長(zhǎng)期奮斗的一個(gè)目標(biāo),。為了減輕臺(tái)風(fēng)的災(zāi)害,，可以改變臺(tái)風(fēng)的強(qiáng)度、移動(dòng)速度和方向,，以及降水分布等?，F(xiàn)今人工影響臺(tái)風(fēng)的工作還開始不久，只有十五年歷史,。主要工作限于削弱臺(tái)風(fēng)的風(fēng)速,。至于影響暴雨等其它方面的工作還完全沒(méi)有開展。前面已經(jīng)指出,，在臺(tái)風(fēng)的發(fā)生和維持過(guò)程中有兩個(gè)物理過(guò)程起著決定性的作用,。第一是在臺(tái)風(fēng)內(nèi)，從海面到大氣必須要有感熱和潛熱的輸送;第二是天氣尺度臺(tái)風(fēng)環(huán)流和其中對(duì)流尺度環(huán)流的相互作用,。由此在濕對(duì)流中釋放的潛熱是推動(dòng)臺(tái)風(fēng)的主要能量來(lái)源,。

并且已經(jīng)知道，潛熱釋放的主要部位是在風(fēng)暴的眼壁區(qū)及主要的螺旋雨帶中,。人工影響臺(tái)風(fēng)(削弱臺(tái)風(fēng))的問(wèn)題實(shí)際上就是上述作用的逆過(guò)程,。據(jù)第一種作用，只要使用一種方法能減少?gòu)暮Ｑ蟮酱髿獾妮斔偷母袩岷蜐摕?，就可以減弱臺(tái)風(fēng)的強(qiáng)度,。例如阻止臺(tái)風(fēng)區(qū)內(nèi)的海面蒸發(fā)是一種方法。據(jù)第二種作用,，影響有組織的活躍對(duì)流區(qū)內(nèi)的潛熱釋放率和分布也可能使臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度減弱,。根據(jù)上述原理，至今人們已經(jīng)提出了不少人工影響臺(tái)風(fēng)的設(shè)想和建議其中較為有效和可行的方法是通過(guò)人工影響臺(tái)風(fēng)眼壁和螺旋云帶內(nèi)的對(duì)流過(guò)程來(lái)改變臺(tái)風(fēng)眼區(qū)周圍地區(qū)內(nèi)力的平衡,，以此使原來(lái)集中在風(fēng)暴中心附近的能量重新分布,，從而使臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度減弱，這已成為美國(guó)人工影響臺(tái)風(fēng)計(jì)劃(Stomfury)的理論根據(jù),。

在臺(tái)風(fēng)中,，低層的暖濕空氣呈螺旋狀流向風(fēng)暴中心區(qū)，它們帶來(lái)了大量的潛熱和感熱,，同時(shí),，在流入風(fēng)暴過(guò)程中從海洋上也有一些能量加入。這些流入空氣大部分通過(guò)眼壁流向上空或流入周圍雨帶的云中,。在云層中,，流入空氣形成水滴和冰晶,，釋放出潛熱供給風(fēng)暴能量。當(dāng)氣旋性旋轉(zhuǎn)的空氣呈螺旋狀向風(fēng)暴中心流動(dòng)時(shí),，通過(guò)絕對(duì)角動(dòng)量守恒而得到切向風(fēng)速,。空氣愈近風(fēng)暴中心,，造成的切向風(fēng)速愈大,，直到空氣流向上方。以后在高層從風(fēng)暴中心區(qū)向外流出,。如果有一種過(guò)程能使這種富有水汽的低層空氣在比原先離風(fēng)暴中心更遠(yuǎn)的距離處上升,，就會(huì)使風(fēng)暴的切向風(fēng)速減低。并且也應(yīng)引起風(fēng)暴熱力結(jié)構(gòu)的變化,，因?yàn)檫@時(shí)在新的上升運(yùn)動(dòng)區(qū)潛熱釋放率增加,，而原來(lái)空氣上升區(qū)潛熱釋放率減小。

由上可知,，人工削弱臺(tái)風(fēng)的關(guān)鍵問(wèn)題是通過(guò)什么途徑來(lái)改變臺(tái)風(fēng)內(nèi)的空氣質(zhì)量流動(dòng),。許多臺(tái)風(fēng)的雷達(dá)觀測(cè)指出，臺(tái)風(fēng)眼壁以外的許多地方存在一些云,，它們伸展的高度不到流出層,。另外觀測(cè)也指出,，這些云中大部分都包含有過(guò)冷卻水,，即溫度低于0℃的液態(tài)水。為使這種過(guò)冷卻水凍結(jié),，必須要有凍結(jié)核,。冰晶是一種很有效的凍結(jié)核，另外有許多其它物質(zhì)也可作為凍結(jié)核,。如果用人工方法把凍結(jié)核(如碘化銀)引入云中,，使過(guò)冷水凍結(jié)，在從水到冰晶的相變過(guò)程中,，將釋放出融解熱(近于80卡/克),這種熱量可用來(lái)加熱該部分空氣,，使溫度增加，變得比周圍空氣暖而輕,，浮力增加,，從而使云體增長(zhǎng)得更高大。促使上升氣流增加,。

當(dāng)空氣上升時(shí),，膨脹冷卻，水汽凝結(jié)或升華形成水滴與冰晶,，釋放更大量的潛熱(約600卡/克),。結(jié)果使被播撒的云增長(zhǎng)到流出層,，形成新的對(duì)流通道。這種對(duì)流通道截獲了在近地面向內(nèi)流入的大量潮濕空氣,，使空氣不能再向內(nèi)流去,，而在離中心較遠(yuǎn)的地方就上升到流出層，以后又流向外面,。因而在到達(dá)新對(duì)流上升區(qū)處所獲得的切向風(fēng)速比原先一直進(jìn)入到舊眼壁所應(yīng)有的切向風(fēng)速要小,。另外，由于在眼壁外緣被播撒云中的加熱增加和原眼壁區(qū)由于流入空氣的減少而引起的加熱減弱,，會(huì)造成臺(tái)風(fēng)內(nèi)水平溫度減小,，這也使臺(tái)風(fēng)風(fēng)速減小。概括起來(lái),，可對(duì)上述人工影響臺(tái)風(fēng)的原理劃分為以下一些過(guò)程,。

(1)從成熟臺(tái)風(fēng)眼壁外邊緣開始向外播撒云層。

(2)被播撒云中的過(guò)冷水凍結(jié),，釋放融解熱,，云體上部浮力增加。由于上升運(yùn)動(dòng)的增加,，使水汽凝結(jié)率增加,，云體增長(zhǎng)。

(3)被播撒的云增長(zhǎng)到流出層,，在較大的半徑處形成重要的垂直質(zhì)量輸送通道,。

(4)因?yàn)榇怪辟|(zhì)量輸送集中在被播撒云區(qū)中，所以舊眼壁環(huán)流減弱,，眼中下沉運(yùn)動(dòng)減弱,。

(5)根據(jù)絕對(duì)角動(dòng)量守恒原理和臺(tái)風(fēng)內(nèi)水平溫度梯度減小，最大風(fēng)速減低,。

(6)氣壓場(chǎng)向風(fēng)場(chǎng)和溫度場(chǎng)調(diào)整,。

(7)最后風(fēng)暴開始恢復(fù)到其原來(lái)的自然狀態(tài)。

一般在最后一次播撒6—18小時(shí),，這要由天氣尺度的環(huán)境條件(即臺(tái)風(fēng)周圍的大氣和海洋條件)而定,。根據(jù)上述原理或假說(shuō)，美國(guó)對(duì)大西洋颶風(fēng)進(jìn)行了一系列人工影響的試驗(yàn),。1961年以來(lái)曾對(duì)4個(gè)颶風(fēng)(1961年9月16日,、17日Esther颶風(fēng);1963年8月23日、24日Beulah颶風(fēng);1969年9月18日,、20日Debbie颶風(fēng),，1971年對(duì)Ginger颶風(fēng))進(jìn)行了播撒作業(yè)，主要是在9公里以上層次由飛機(jī)上用焰彈法向云內(nèi)撒入碘化銀。播撒的合適地區(qū)是在眼壁中或眼壁以外的某個(gè)地區(qū),。根據(jù)臺(tái)風(fēng)的理論研究,，在風(fēng)暴加強(qiáng)期間，與眼壁有關(guān)的最大加熱區(qū)一般是位于比地面最大風(fēng)速值顯著要小的半徑上,，在發(fā)展進(jìn)行時(shí),，風(fēng)速最大值比加熱最大值以更快的速度向內(nèi)移。

臺(tái)風(fēng)

在加熱最大值與地面風(fēng)速最大值近于一致時(shí),，便停止發(fā)展,，開始衰減。這個(gè)過(guò)程表明,，在小于地面風(fēng)最大值半徑處進(jìn)行加熱有利于加強(qiáng),，而在大于地面風(fēng)最大值半徑處加熱則有利于減弱。后來(lái)所進(jìn)行的播撒試驗(yàn)證明上述意見是正確的,，當(dāng)在大于地面風(fēng)最大值半徑處進(jìn)行播撒時(shí),，發(fā)現(xiàn)比通過(guò)風(fēng)速最大值進(jìn)行播撒風(fēng)速減小的量值更大。在人工影響臺(tái)風(fēng)試驗(yàn)中,，除了一種情況外,，其它試驗(yàn)都顯示出風(fēng)速有減小的趨勢(shì)，沒(méi)有一種情況表明風(fēng)速是增加的,。其中結(jié)果比較明顯的是1969年的Debbie颶風(fēng),。可以看到最大風(fēng)速是明顯減弱的,，8月18日,、20日兩天播撒后，最大風(fēng)速分別減少30%和15%,。兩天中臺(tái)風(fēng)的溫度也有變化,。

眼內(nèi)中層的溫度減小,，眼壁外溫度稍有增加,。另外臺(tái)風(fēng)中心氣壓和眼的結(jié)構(gòu)等也有一定變化。Hawkinsl461把這些結(jié)果與Rosenthal的數(shù)值試驗(yàn)作了比較,，結(jié)果是較為一致的,。但是也有人對(duì)此提出了異議。由于颶風(fēng)的自然變率與由播撒試驗(yàn)激起的強(qiáng)度變化在量級(jí)上近于相同,，因而不能完全肯定最大風(fēng)速30%和15%的變化純由播撒引起,，而與自然變率無(wú)關(guān)。人工影響颶風(fēng)的評(píng)價(jià)問(wèn)題像其它人工影響問(wèn)題(冰雹等)一樣是一個(gè)重要的問(wèn)題,，也是一個(gè)困難的問(wèn)題,。目前對(duì)于人工影響臺(tái)風(fēng)的結(jié)果和前景看法并不完全一致，其中有不少問(wèn)題值得弄清楚,。例如人工影響臺(tái)風(fēng)的降雨到底是利多還是害多?因?yàn)槭澜缟嫌性S多地區(qū)依靠熱帶氣旋的降水,，有人認(rèn)為,，人工影響臺(tái)風(fēng)后會(huì)影響臺(tái)風(fēng)的降雨分布，這使有些地區(qū)得不到必要的降水,。

但是以前影響臺(tái)風(fēng)的結(jié)果表明,，試驗(yàn)對(duì)臺(tái)風(fēng)降水并未有什么影響，理論模式研究也表明,，播撒只會(huì)引起風(fēng)暴內(nèi)降水有少量的增加,，并且降水范圍更廣。另外,，也有人提出,，人工影響臺(tái)風(fēng)會(huì)改變臺(tái)風(fēng)的路徑，從而也會(huì)改變臺(tái)風(fēng)的降水地區(qū),，使原來(lái)能獲得降水的地區(qū)而得不到降水,。對(duì)這個(gè)問(wèn)題，目前無(wú)論是實(shí)際試驗(yàn)還是臺(tái)風(fēng)路徑預(yù)報(bào)都還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)人工影響臺(tái)風(fēng)會(huì)出現(xiàn)這種作用,。因?yàn)榕_(tái)風(fēng)的運(yùn)動(dòng)主要決定于大尺度環(huán)境條件,，而不是受人工播撒影響的中小尺度條件。至于對(duì)大氣環(huán)流是否有影響的問(wèn)題目前正在研究中,。

人工影響臺(tái)風(fēng)目前還處在初期階段,，還有許多問(wèn)題有待解決。例如如何提出更合理的影響臺(tái)風(fēng)的原理或假設(shè),、廣泛研究臺(tái)風(fēng)云物理學(xué)及積云和臺(tái)風(fēng)尺度運(yùn)動(dòng)間的相互作用,、研究試驗(yàn)播撒的新方法和新材料、開辟新的試驗(yàn)作業(yè)區(qū),、進(jìn)行更多的野外試驗(yàn),、收集臺(tái)風(fēng)資料進(jìn)一步弄清楚臺(tái)風(fēng)的自然變率以改進(jìn)影響臺(tái)風(fēng)效果的評(píng)價(jià)工作等。隨著這些問(wèn)題的逐步解決,，人工影響臺(tái)風(fēng)的工作必將向前邁進(jìn)一大步,，從而為人類最終控制和改造天氣做出重要的貢獻(xiàn)。

人工影響臺(tái)風(fēng)的強(qiáng)度的因素

人工影響臺(tái)風(fēng)的強(qiáng)度可以通過(guò)多種方法實(shí)現(xiàn),，?包括向臺(tái)風(fēng)中特定部位的對(duì)流云播撒大量的成冰催化劑,，?以及在臺(tái)風(fēng)眼壁區(qū)外的風(fēng)暴云區(qū)播撒導(dǎo)變劑。?

播撒成冰催化劑：?通過(guò)向臺(tái)風(fēng)中特定部位的對(duì)流云播撒大量的成冰催化劑(?如碘化銀)?,，?可以改變臺(tái)風(fēng)的某些結(jié)構(gòu),，?使最大風(fēng)力減弱，?從而減輕其危害,。?這種方法通過(guò)在臺(tái)風(fēng)眼附近的對(duì)流云帶內(nèi)播撒催化劑,，?促使云中產(chǎn)生冰晶和凍滴，?釋放大量潛熱，?促進(jìn)對(duì)流云的發(fā)展,，?使這個(gè)區(qū)域的空氣溫度升高,，?低層氣壓降低，?從而減小最大氣壓梯度和最大風(fēng)力,，?達(dá)到削弱臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度的目的,。?

播撒導(dǎo)變劑：?在臺(tái)風(fēng)眼壁區(qū)外的風(fēng)暴云區(qū)播撒導(dǎo)變劑，?所產(chǎn)生的凍結(jié)潛熱使臺(tái)風(fēng)中強(qiáng)風(fēng)雨帶半徑擴(kuò)大,，?形成新的強(qiáng)風(fēng)雨帶,。?新強(qiáng)風(fēng)雨帶因能量分布的面積較大，?風(fēng)雨也較原強(qiáng)風(fēng)雨帶為弱,，?從而大大減弱臺(tái)風(fēng)的破壞力,。?這種方法尚處于試驗(yàn)階段。?

這些方法都是通過(guò)改變臺(tái)風(fēng)內(nèi)部的能量分布和結(jié)構(gòu),，?達(dá)到削弱臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度和破壞力的目的,。?盡管這些方法仍處于試驗(yàn)階段，?但它們?yōu)槿祟悓?duì)抗臺(tái)風(fēng)提供了一種新的可能性和思路,。?

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