空中云水资源能用多少 空中水资源开发利用的原理
导语:相信大家也都知道除了饮用水资源,空中云水还可以被用于农业灌溉。在一些干旱地区,人们通过人工增雨技术来引发降水,为农作物的生长提供水源。这种创新的利用方式不仅提高了农作物的产量,也减轻了地下水资源的压力和土地的盐碱化问题,那么空中云水资源能用多少?下面就去了解了解空中水资源开发利用的原理!
空中云水资源能用多少
乌云
空中云水资源是指存于大气中的液态水和固态水总量,是通过人工干预可以直接开发利用的水资源。而人们所熟知的人工影响天气作业便是最直接、最有效,也是投入成本最低的一种利用空中云水资源的方式。
地球水循环系统是周而复始的,作为淡水资源最重要的来源,大气实际上来自海洋和陆地水的蒸发;水汽上升,在天空冷却凝结成云,再以雨、雪等形式降落在地面,渗入土壤,或形成径流汇入江河湖海;水再次蒸发,补给大气水汽,循环不止。而空中云水资源主要分布在对流层大气中,集中在中低层的云里。
据中国气象局相关统计数据表明,我国平均年水汽总量约为36.8万亿吨,平均年云水总量约7.25万亿吨,其中有6.06万亿吨通过云物理过程降落至地表,补充陆地水资源,还有1.09万亿吨云水资源留存在空中,能够通过一定的技术手段加以利用。目前,我国年均人工增雨量约为500亿吨左右,不足年降水量的1%,一次人工增雨作业一般能增加10%至20%雨量,按照当前的技术水平,如果能够充分开发全国的空中云水资源,人工增雨潜力约超过每年2800亿吨,相当于7个。
如此庞大的空中云水资源如能被充分利用,将极大程度地解决我国的干旱问题。人工影响天气虽能让人类在一定程度上做到“呼风唤雨”,却并不意味着降水从此“随心所欲”。其成败与是否能及时抓住有利天气条件密切相关,且只有空中云水资源丰富的云系才有开发利用的价值。
云海
空中水资源开发利用的原理
1.空中水资源量及特点
大气含水是空中水资源的主要组成部分,包括气体状态的水(汽)和固态、液态的水(云)。全球大气中的总含水量约为12.9万亿t。大气水分的80%集中在离地面2公里的大气层内。据各地的气象观测资料和卫星遥感观测数据推算全球大气云中的含水量大约是900亿t,与大气中气体状态的水量比,“云水”仅占0.7%。地球上的多年平均降水量是1130毫米。每年降落到地面的降水约为576万亿t。因此大气中的水汽每年要补充约45次才可以维持每年的降水量,即大气中的水分平均8天循环一次。这里的8天也仅是一个全球的平均值。据研究蒸发到大气中的水分以水气形态存在8天、以云形态存在1.8小时、以雨滴或雪花形态存在13分钟,最后降落到地面或海洋。
2.人工增雨的基本原理
人工增雨主要是利用自然云的微物理不稳定性,在适当的云雨条件下,选择适当的时机和部位,针对不同的云,采用相应的人工催化技术方法,通过人工干预、催化,给水汽或小水滴以“促进力”,使它有能力去吸引另外一些水汽或者小水滴,聚成大水滴或者冰晶和雪晶,从而改变云滴谱分布的均匀性,以利于重力碰并过程的进行,达到增加降水的目的。人工增雨的催化剂通常分为三类,第一类是产生大量凝结核或凝华核的碘化银等成核剂,第二类是使云中水分形成大量冰晶的干冰等制冷剂,第三类是吸附云中水分变成较大水滴的盐粒等吸湿剂。碘化银、干冰等适用于温度低于0℃冷云的催化剂;而盐粒等,是只适用于温度高于0℃暖云的催化剂。人工增雨作业的主要设备有:高炮、飞机、火箭、无线电控空仪、气象雷达、卫星接收系统等,通过这些催化剂、设备的应用,显著地提高了人工增雨效果。
不同的云在不同地区、不同季节、不同的催化条件下有不同的特点,因此要真正用好空中水资源,还有许多问题值得深入研究。