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一种人工影响天气的方法及系统，所述系统包括一体化浮空管道、浮空平台和系统远程控制平台；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，用于提升云水人工迁移作业效率、录取资料和提高安全保障。应用所研发的轻质、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迁移技术。
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迁移、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迁移技术。本技术利用云水人工迁移方法，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系统，其包括一体化浮空管道、浮空平台和系统远程控制平台；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，用于提升云水人工迁移作业效率、录取资料和提高安全保障。所述的人工影响天气的系统基于人工云水迁移基本原理而工作，即通过一体化浮空管道，定向迁移云水，在雨涝区消减降水，同时增加水库、湖泊或干旱地区的降水，此消彼长，联合作用，既可解决雨涝成灾，也可缓解干旱；具体工作原理如下：由于水汽的露点温度下降较空气温度下降缓慢，因此一定高度后，湿空气将达到饱和，热力、动力耦合将使水汽饱和在1000m左右的中低空即可能出现，形成低云(雨层云、层云、积雨云等)；这时云的水滴较小，但是通过沉降中的相互合并、凝结将产生降水；雨涝、洪涝区上方云中的小水滴、小冰晶被抽汲、转移后，就可以较大程度减少降水的物质基础，达到消减降水作用；将云水人工迁移到所选合适的地域和高度后，在适当时机以合理速度喷射干冰等催化剂，人工增加凝结核，可促进降水产生，使得释放的云水不再返回原地，发挥增雨效果。其中，一体化浮空管道为常压、常温、轻质、大口径、可伸缩的浮空管道，一体化浮空管道由出入端口、弹簧龙骨、复合材料蒙皮、压并搭扣、太阳能薄膜电池、牵引接口等构成(参见附图3)，能够实现云滴、小水滴、冰晶等云水物质的管流定向输送、水汽转移和降水再分配，具有管道整体重量轻、口径大、管道体积可压缩的特点，管壁坚韧、耐磨、耐撕扯、防云水散失、价格低廉、安全环保无毒，通过联合使用可实现云水收集、定向输送和播撒等功能要求。优选地，浮空平台由浮空器、系留索、悬浮索、系留台等构成(参见附图4)，有效载荷大于1000kg，在1000米以上高空可连续驻留24小时以上，抗10级以上大风和雷暴天气；本系统中的浮空平台是基于浮空器技术建造的具有较大有效载荷、定点驻留的空间载物平台，由于采用系留氦气球、氮气/氢气双壳气球作为浮空器，因此安全可靠。优选地，一体化浮空管道由多节管道连接而成，集束联合使用，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。一体化浮空管道的内径(半径)>2m，长度>0.5km，以螺旋压缩弹簧为龙骨，以轻质、层薄的复合膜材料为管壁，截面积大，可以实现浮空器辅助下的中高空驻留和组合应用。浮空管道龙骨采用压缩弹簧，具有所需径向支撑力，同时压缩后大大节省收纳空间；压缩弹簧(CompressionSprings)对外载压力提供反抗力量，使用时打开压并搭扣即可伸展到所需最大长度，形成云水定向运移所需的管道；压缩弹簧由金属丝(管)等节距盘绕，通常为圆柱形，也有中凹形、中凸形、正方形、长方形、圆锥型、圆锥-直线组合型等。更优选地，浮空管道的管壁紧贴龙骨，需要不透水汽、重量轻、强度高；由其构建的管道完全不同于现有的排水管道、油气管道、电力管道、通风管道等，不是埋藏地下、架设于地面或者近地表，而是悬浮于空中，用于云滴、冰晶等云水的定向迁移。进一步地，浮空管道材质采用作为支撑龙骨的压缩弹簧可以有热卷弹簧和冷卷弹簧两种生产形式，弹簧材料也有钢丝与不锈钢等大类；钢丝，同样线直径生产出来的弹簧力度会比不锈钢大，但容易锈蚀；需做后续防锈处理。壁体材料要求满足不透水汽、重量轻、强度高、抗反复折叠、无毒环保；待选材料包括耐磨耐撕扯拉伸的聚氨酯弹性体，缺点是硬度高，不利折叠；具有良好不粘附性、温度特征和耐候性的聚四氟乙烯；BOPA尼龙膜、CPE聚乙烯膜、CPP流延膜、PVC聚氯乙烯膜等，各有特点。进一步地，根据一体化浮空管道技术要求，管道支撑龙骨优选等节距、圆柱形、不锈钢螺旋压缩弹簧，弹簧线径4mm，外径4.008m,总圈数250，支撑圈数2圈，自由长3956m；壁体选用新材料共挤膜，比重<0.9g/cm3，拉伸强度>30MPa，断本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种人工影响天气的系统，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，用于提升云水人工迁移作业效率、录取资料和提高安全保障。

【技术特征摘要】
1.一种人工影响天气的系统，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，用于提升云水人工迁移作业效率、录取资料和提高安全保障。
2.依据权利要求1所述的人工影响天气的系统，其特征在于，其基于人工云水迁移基
本原理而工作，即通过一体化浮空管道，定向迁移云水，在雨涝区消减降水，同时增加水
库、湖泊或干旱地区的降水，此消彼长，联合作用，既可解决雨涝成灾，也可缓解干旱；具
体工作原理如下：由于水汽的露点温度下降较空气温度下降缓慢，因此一定高度后，湿空气
将达到饱和，热力、动力耦合将使水汽饱和在1000m左右的中低空即可能出现，形成低云；
这时云的水滴较小，但是通过沉降中的相互合并、凝结将产生降水；雨涝、洪涝区上方云中
的小水滴、小冰晶被抽汲、转移后，就可以较大程度减少降水的物质基础，达到消减降水作
用；将云水人工迁移到所选合适的地域和高度后，在适当时机以合理速度喷射干冰催化剂，
人工增加凝结核，可促进降水产生，使得释放的云水不再返回原地，发挥增雨效果。
3.依据权利要求1所述的人工影响天气的系统，其特征在于，一体化浮空管道为常压、
常温、轻质、大口径、可伸缩的浮空管道，一体化浮空管道由出入端口、弹簧龙骨、复合材
料蒙皮、压并搭扣、太阳能薄膜电池、牵引接口构成，能够实现云滴、小水滴、冰晶或云水
物质的管流定向输送、水汽转移和降水再分配，具有管道整体重量轻、口径大、管道体积可
压缩的特点，管壁坚韧、耐磨、耐撕扯、防云水散失、价格低廉、安全环保无毒，通过联合
使用可实现云水收集、定向输送和播撒功能要求。
4.依据权利要求1所述的人工影响天气的系统，其特征在于，浮...

【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