六盘山区地面碘化银发生器催化作业条件分析

利用数值模式模拟的1 km×1 km六盘山区2009年6月至2010年5月的垂直速度资料、宁夏173个加密自动气象站数据、云高观测资料等开展了六盘山区碘化银发生器催化作业条件研究。结果表明:有降水过程时,六盘山区2.0 km、2.5 km、3.0 km、3.5 km高度层均有明显上升气流;地面发生器释放的碘化银催化剂的有效扩散高度可达3000 m;降雪开始前6 h至降雪开始后12 h内,发生器作业点有明显上升气流,80%以上时间内上升气流速度分钟平均值大于0.3 m·s~(-1)。结合六盘山区云底、0℃层等特征层高度,综合分析得出了六盘山东西两侧及六盘山顶一年中不同时期开展碘化银发生器催化作业的适宜程度。

冬季六盘山区地面烟炉作业碘化银扩散研究

文章基于高斯点源扩散模型,使用2022年1月六盘山自动气象观测站、激光云高仪、三维超声测风仪数据,对人工影响天气碘化银发生器生成催化剂在不同天气稳定度条件的水平、垂直范围扩散密度进行模拟研究。得出六盘山自动气象观测站人工影响天气作业-15~-25℃窗口高度在1.5 km附近,降水云层位置在1.6 km以下;催化剂有效密度103个/m ^(3)在强不稳定天气条件下垂直范围能达到4 km,水平范围能达到40 km;地面碘化银发生器生成的催化剂能够进入云层,密度能达到有效催化密度。研究结果可为六盘山区冬季地面碘化银发生器人工影响天气作业提供指导。

六盘山区冬季典型降水过程碘化银扩散研究

文章针对人工影响天气地面碘化银发生器作业技术研究需求,使用微波辐射计、激光云高仪等地面观测资料分析了六盘山冬季一次典型降水过程。结合观测数据,利用高斯点源扩散模型对位于六盘山顶部的地面碘化银发生器生成催化剂扩散范围进行了模拟。本次降水过程人工作业装置直接安装于降水云团中,温度在-13~-6℃,上空1 km处温度能达到-26℃;碘化银催化剂有效密度为10^(3)个/m^(3),水平扩散范围达到40 km,垂直扩散范围可达10 km;碘化银催化剂能够进入降水云团-25~-15℃作业窗口高度,并达到有效密度以上,为六盘山冬季地面碘化银发生器人工影响天气作业提供了技术支撑。

播撒碘化银实施雹云催化的数值试验——个例研究

在三维冰雹云模式基础上 ,采用湿热泡扰动方式激发对流云 ,对 1 998年 7月2 1日发生在河南北部地区的一次冰雹过程进行模拟并做催化试验。结果表明 ,该例雹云具有含水量累积区 ,对累积区中心播撒碘化银能够减雹、增雨 ;而在此中心之下较低的高度作业 ,或播撒时间选取不当 ,则有可能增加冰雹。

碘化银核化过程的数值模拟研究

根据DeMott等给出的不同成核机制下AgI成核效率的实验结果 ,通过数值模拟的方法 ,研究了AgI粒子在云室、层状云和对流云中的核化过程。通过对云室的模拟 ,发现云滴浓度和云雾持续时间是造成不同云室检测的AgI成核率相差悬殊的主要原因。数值试验结果表明AgI的成核方式在层状云和对流云中有很大不同 :层状云中AgI主要以接触冻结、浸没冻结等慢核化过程为主 ,而对流云中则以凝结冻结过程为主。

高效碘化银焰火剂及其成冰性能的研究

介绍了新研制的两种高效碘化银焰剂ＢＲ－８８－５和ＢＲ－９１－Ｙ。据云室检测，它们的成核率在—７．５——２０℃时均可达到１０１５／ｇＡｇＩ，其中ＢＲ－９１－Ｙ焰剂具有更高的核化速率。两种按国外配方制作的焰剂也在同样条件下进行了测试对比。对焰剂燃烧产生的气溶胶作了物理化学性质检测，Ｘ光衍射分析表明，ＢＲ－９１－Ｙ焰剂产生的气溶胶中ＡｇＩ仍然保持六方晶系，其点阵参数比ＡｇＩ本身及其他ＡｇＩ复合核更接近于冰。结合其他检测，讨论了新焰剂具有优良性能的原因。

河北大茂山碘化银地面发生器增雪作业影响分析

利用常规气象资料、MICAPS资料和NECP/NCAR再分析资料,结合高斯模拟,分析了2012年11月10日唐县大茂山地基碘化银发生器增雪作业的作业条件。结果发现,此次天气背景为自西南向东北移动的冷涡云系,根据帕斯奎尔(Pasquill)稳定度分类法得出作业时间段大气处于中性层结状态;高斯模式模拟得出,有效的AgI浓度向上扩散范围高达3.0 km;作业点作业时段上空至3.2 km均处于上升气流区,计算出作业点发生器出口温度1.0℃。因冬季人工观测云底高度多为2.5~3.0 km,综合分析认为,该作业点的选址是合适的,此次作业条件较好,可以将催化剂输送到云中,起到催化作用。

草酸根掺杂板状溴碘化银颗粒乳剂的增感效应研究

使用反馈式微机控制双注乳化仪,在晶体生长过程中一定时间内,加入一定量的草酸盐,制得了草酸根离子处于晶体颗粒次表面的板状溴碘化银微晶乳剂.对其实验过程的考察和感光性能的测试结果表明:1)草酸根掺杂于次表面的溴碘化银乳剂与未掺杂乳剂相比较,经过化学增感后,或光谱增感后的乳剂,其感光度有明显提高(Sd/S0≥1.5),即具有明显的增感效应;2)无论是经过化学增感,还是经光谱增感后的乳剂,草酸根掺杂溴碘化银颗粒乳剂的灰雾水平都不高.

人工影响天气用碘化银催化剂对区域环境影响的研究进展

中国自1958年以来开展人工影响天气作业。碘化银作为主要的催化剂,是否会对环境造成影响备受关注。分析了国内外使用碘化银开展人工增雨雪和人工防雹外场试验作业后降水、土壤和湖泊等的Ag+含量,尽管催化后Ag+含量会有不同程度的增加,尤其是地面燃烧炉催化和人工防雹作业,但降水和水库中的Ag+含量远低于饮用水标准。统计了我国外场人工影响天气作业的碘化银用量,结合降水和水库中Ag+浓度观测,认为我国人工影响天气使用的碘化银不会对水资源和环境造成影响。

碘化银冷云催化的数值模拟研究

利用加入碘化银冷云催化模块的中尺度数值模式WRF对2014年5月9-11日发生在华北地区的一次降雨天气过程进行了增雨催化数值模拟研究。模式的催化参数根据实际增雨作业信息进行设置,探讨了增雨的效果和机理,并针对催化高度和催化剂量进行了两组敏感性试验。结果表明：在高度5-6 km,温度-20--15℃左右的冷云区位置引入碘化银冷云催化剂可使地面降水量显著增加。地面增雨开始于作业后30 min左右,70 min左右达到最大,90 min后出现减雨,110 min后减雨效果大于增雨。增雨机制主要为：碘化银的播撤使融化层之上云中的过冷水含量显著减少,冰雪晶的含量增加,雨滴碰并雪的过程和雨滴捕获云滴的过程增强;增加的雪晶下落到暖区融化成雨滴的过程增多,最终造成地面降雨量的显著增加。从微物理过程的量级来看,雪晶粒子的融化是导致降水增加的最主要过程。不同催化高度和催化剂量的敏感性试验结果表明,针对这次过程在过冷云水丰富,温度较低而冰雪晶含量相对较少的高度进行催化效果较好。继续加大催化剂量,可以起到更好的增雨效果。

三七炮弹的碘化银成核率检测

三七炮弹是进行人工增雨和防雹作业所需碘化银催化剂的主要载体之一.炮弹中碘化银催化剂的成核率数据是人工影响天气作业设计和指挥中进行催化剂作业剂量测算的重要参考,因此,对人工影响天气业务中使用的三七炮弹的碘化银成核率进行检测非常重要。2013年11—12月中国气象局人工影响天气中心利用新建的1200L等温云室和钢板式20 m^3专用爆炸室等设备,对目前人工影响天气业务中使用的两个厂家三七炮弹(样品1、样品2)的碘化银成核率进行国内首次统一检测。检测结果表明:两厂家炮弹成核率检测结果的拟合值量级均为10"~10^(12)/(g·AgI)(检测温度-6℃至-20℃),样品2成核率明显高于样品1。将本次检测结果与国内历次三七炮弹检测结果相比发现,两样品在负温高温段的成核率值均高于以往检测结果,其中,在具有指示意义的-10℃下的成核率,两样品均比以往检测结果要高2~3个量级。不同检测实验中成核率检测结果存在较大差异的现状说明,采用同一平台开展成核率统一检测十分必要。

纳米碘化银在人工影响天气的应用研究 Ⅲ:表征实验研究

针对新型纳米碘化银催化剂在人工影响天气中有较大的应用前景,采用粉末化学液相沉淀法在常温常压条件下制备了与冰晶具有相近结构的纳米碘化银(AgI)粉末,采用场发射透射电子显微镜和X射线衍射谱等对碘化银粒子的结构特性、尺寸分布和比表面积等进行了与成冰性能相关的实验表征。与目前用的常规碘化银进行了表征特征对比表明,该纳米碘化银粒子的晶格常数更接近于冰,尺寸在30～90nm之间,具有较高的吸附能力和比表面积。

播撒碘化银粒子进行人工防雹的数值试验

本文在二维完全弹性冰雹云数值模式中，引入冰晶浓度和播撒物质Ａｇｌ粒子的守恒方程，建立了一个二维催化模式，考虑了人工冰核的三种成核机制，即凝华核化（包含凝结一冻结核化）及与云、雨滴的接触冻结核化，模拟了几种不同冰雹云、不同催化方案下的人工防雹催化效果，指出了防雹的最佳催化方案和适宜催化作业的冰雹云条件。

碘化银胶体上四苯基卟啉金属配合物的表面增强拉曼光谱研究

研究了四苯基卟啉金属配合物（ＭＴＰＰ，Ｍ＝Ａｇ，Ｍｇ，Ｃｕ，Ｐｄ）在ＡｇＩ胶体上的表面增强拉曼光谱（ＳＥＲＳ）。结果显示ＭｇＴＰＰ与基底发生金属交换生成ＡｇＴＰＰ，而在ＰｄＴＰＰ和ＣｕＴＰＰ上则未发现金属交换。除卟啉环的振动外，一些苯环振动带也被显著增强。在 １４００～ １６００ｃｍ－１范围，ＰｄＴＰＰ和ＣｕＴＰＰ的ＳＥＲＳ与ＡｇＴＰＰ有很大差别，可能反映了吸附分子在次甲基桥碳原子Ｃｍ附近立体构型的差异。

纳米碘化银在人工影响天气的应用研究 Ⅰ:理论分析结果和展望

人工影响天气领域一直致力寻求一种经济有效且催化效果明显的过冷云催化剂,纳米催化剂是首选。具有与冰晶结构相近的纳米材料因其尺寸效应、体积效应和其他表面效应等特性,有望提高冰晶晶核数量,有可能提高人工增雨的作业效果和作业能力,使寻求高效、价廉的人工影响天气催化剂成为了可能。作者主要针对纳米材料的性质和特点,通过理论分析和初步的实验,探讨了纳米催化剂在人工影响天气中的应用前景。

纳米碘化银在人工影响天气的应用研究 Ⅱ:室内实验

运用爆炸法,使用"37型"降雨实弹分别在室内20L和1200L云室对研制的人工影响天气纳米碘化银催化剂的成冰性能,包括成核率、成冰阈温、核化速率等,进行检测和研究。在相同实验条件下,在"37型"降雨实弹上将纳米碘化银催化剂与目前常用碘化银催化剂进行对比试验。结果表明,纳米碘化银催化剂成冰性能明显优于常规碘化银催化剂,其成核率比常规碘化银催化剂提高1～2个数量级;成冰阈温值增加;核化速率明显加快。

人工影响天气纳米碘化银铜复合粉体催化剂结构特征分析

采用液相共沉积方法,在常温常压下制备了纳米碘化银铜固溶体粉体。利用透射电子显微镜和X-射线衍射仪分析和观察了该纳米粉体的晶体结构、相结构和微观形貌。结果表明:纳米碘化银铜粉体的晶体结构为β-相,无明显团聚;随铜掺入量的增加,粉体粒径尺寸减少,晶格参数逐渐接近冰晶的晶格参数。

阴阳离子菁染料在溴碘化银乳剂颗粒上J-聚体反射光谱

本文对两种阴阳离子菁染料在碘溴化银立方体颗粒表面的聚集行为进行了研究。用紫外-可见分光光度计测定了菁染料J-聚集的反射光谱曲线。与对应的阴离子、阳离子菁染料各自在碘溴化银立方体颗粒表面的聚集进行了实验对比。结果表明:阴阳离子菁染料吸附在碘溴化银立方体颗料表面形成的J-聚集态的反射光谱具有单个阴离子、阳离子菁染料形成J-聚体反射光谱的峰值波长。表明阴阳离子菁染料具有两个感色区域,既有阴离子菁染料的感色区又有阳离子菁染料的感色区。

甲酸根掺杂立方体溴碘化银微晶乳剂的增感效应研究

使用反馈式微机控制双注仪,在晶体生长不同时期,依次加入不同量碘盐和一定量甲酸盐,制得了两个系列的溴碘化银乳剂:一系列为碘含量分别为乳剂颗粒总银量的0、2×10-2、3×10-2、4×10-2和5×10-2I-mol/Ag mol的溴碘化银颗粒乳剂;另一系列为碘含量与上述系列乳剂相同,并掺杂有1×10-4mol/Ag mol甲酸根的溴碘化银颗粒乳剂.对其感光性能的测试结果表明,经过化学敏化和光谱增感后,甲酸根掺杂的溴碘化银乳剂较未掺杂甲酸根的乳剂,感光度显著提高,在一定量的I-掺杂范围内(0—4×10-2I-mol/Ag mol),灰雾没有明显增加.

立方体氯化银/溴碘化银外延乳剂的离子电导

利用微机控制平衡双注法在不同pAg条件下,成功地制备了三种单分散十四面体AgBr(Ⅰ)主晶并随后在其(111)面上外延淀积AgCl而获得三种单分散AgCl,AgBr(Ⅰ)外延立方颗粒乳剂,外延颗粒介电频谱曲线出现明显分立的双峰,分别相应于其中AgBr(Ⅰ)和AgCl两相对离子电导的贡献,主晶及外延颗粒的离子电导均随制备时的pAg变化,但变化规律不同。