專利名稱：預防龍卷風、熱帶氣旋、水災和冰雹的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種預防天氣災害的方法，特別是一種預防龍卷風、熱帶氣旋、水災和冰雹的方法。
背景技術(shù)：
地球和人類有史以來一直受到天氣災害的威脅，其中包括龍卷風、熱帶氣旋、水災和冰雹的威脅。以上天災都是因云量多而產(chǎn)生，因室溫效應使地球越來越熱，產(chǎn)生的云越來越多，所以發(fā)生天災的機會也越來越多。
龍卷風是一大片厚而密的云層下的高壓、高溫空氣被云層上低壓、低溫空氣從云層中被強力抽及和凝聚上升的一股水分密度高的氣流。當抽及力強時，龍卷風會直達地面，抽及力弱時，龍卷風就懸掛在空中。因為離地面越高，空氣中的水分越多，所以我們所看到的龍卷風上面直徑大，下面直徑小，形似一個漏斗。根據(jù)其產(chǎn)生的地區(qū)，龍卷風分為陸龍卷(產(chǎn)生于陸地上空)和水龍卷(產(chǎn)生于海洋或內(nèi)陸水面上空)。龍卷的下部直徑最小的只有幾米，一般的為幾百米，最大可達千米以上。上部直徑則為數(shù)千米，最大可達10公里。龍卷的氣壓很低，水平氣壓梯度很大，從而造成很強的風速，一般為50-150米/秒，最大風速可達200米/秒。龍卷的移動速度是由產(chǎn)生它的積雨云的移動速度決定的，一般為40-50公里，最快可達90-100公里。隨著龍卷風強度的增大，它可以將人、畜、房屋甚至橋梁卷走，有極大的破壞力。
熱帶氣旋是發(fā)生在熱帶海洋上的強烈的天氣現(xiàn)象，它象在流動江河中的旋渦一樣，一邊繞自己的中心急速旋轉(zhuǎn)，一邊隨周圍的大氣向前移動。越靠近熱帶氣旋中心，氣壓越低，風力越大，其中心稱其為風眼。根據(jù)國際分類，當熱帶氣旋附近的最大風力小于8級時，成為熱帶低壓，8和9級風力的稱為熱帶風暴，10和11級風力的稱為強熱帶風暴，最大風力達到12級的稱為臺風。由于熱帶低壓的破壞力不強，習慣上所指的熱帶氣旋只包括熱帶風暴、強熱帶風暴、和臺風。臺風帶來的狂風、暴雨和巨浪能引起山洪爆發(fā)和水災、破壞房屋、顛覆船、損害莊稼、危及交通安全和破壞港口設施，給國民經(jīng)濟和人民財產(chǎn)帶來巨大損失。
冰雹是從積雨云中降落下來的一種固態(tài)降水。其直徑一般約為0.2-0.3毫米，大的可達6毫米。它也可以給莊稼、牲畜和人造成較大的損害。冰雹的成因是因為快速增加密而厚的云層被地面的熱力擠壓至數(shù)千米的空中，地面的溫度因太陽被快速阻擋而急劇降低，高空的溫度隨著地面的溫度急降而急降，使原先沒有處于冰點的密云突然降至冰點而結(jié)成冰雹降落。這些冰雹下落時因受到地面熱力的擠壓和上升密云的阻慢，降低了其下落的速度，所以冰雹有較長的時間吸聚密云中的水分而增大。地面急降的溫度越大，形成的冰雹體積越大，但其密度低，一接觸硬的地面就會被撞裂而碎開。
龍卷風、熱帶氣旋和冰雹等的形成的主要原因是在溫熱的季節(jié)或氣候時，由于太陽的高溫直射，使海水或陸地上的水分蒸發(fā)、上升成云，并快速地流向低壓中心區(qū)而積聚，積聚的云層移動緩慢甚至停滯，它在地面熱力的作用下被擠壓上升數(shù)千米高而形成密而厚的積雨云層。這種云層因地面的熱氣流還沒有遇冷成雨，它象一片厚而密的水幕一樣浮在空中，在短時間內(nèi)把太陽遮擋，使白天象夜間似的黑暗。這些幾乎密不透風的云層把地面熱而高壓的空氣和高空冷而低壓的空氣隔開，形成極大的壓力差和溫度差。云層下的空氣溫度因為突然間得不到太陽的照射所以快速下降，溫度的下降使空氣收縮而引起四周較暖的空氣之填補，于是產(chǎn)生強烈的風。收縮的冷空氣與暖空氣混合后會膨脹上升，氣流的急劇上升會形成雷電。在以上提及的氣溫快速下降的同一時間，云層上面的空氣因為地面溫度的快速下降而隨之快速下降，積雨云因此遇冷形成雨點很大的雨滴，甚至達到冰點而形成冰雹。冰冷的雨滴或冰雹落到地面后，使地面和其附近的空氣的溫度急劇加倍地降低并收縮，產(chǎn)生更強大的引力使周圍的空氣進行補充，從而形成非常強大的氣流甚至旋轉(zhuǎn)氣流。低處的云層因為急劇收縮和受到雨點或冰雹的刺激，這股被強力引入和受熱膨脹的氣流會從云層的中間徑直往上沖，再加上云層上方的低壓、低溫空氣的吸引力，將往上沖的旋轉(zhuǎn)氣流順勢吸上高空，形成一條可達數(shù)千米高的通道。由于該通道兩端的壓差和溫差的巨大，因此通道就象一支強力吸管，將下層的高溫、高壓空氣沿著吸管吸到云層上面，被快速吸上來的重空氣是會旋轉(zhuǎn)的，即形成了一個龍卷風。
龍卷風多產(chǎn)生在海拔低、無高山的平原地區(qū)。因為海拔低的地區(qū)較熱，云層可高達數(shù)千米高而未能遇冷成雨，而高山可把云引上高空，高山也可以防止云層與云層之間緊密地連接在一起形成密不透風的云層。地面的高壓、高溫空氣可沿山坡向高空升騰。于是，高山就象一個泄氣通道一樣減少地面與高空的壓差和溫差。大城市和飛機場較易產(chǎn)生龍卷風，因為其地勢平坦及熱量較大。龍卷風也可能發(fā)生在炎熱的深夜，特別是盆地地區(qū)。這是因為密厚的云層會在晚上受冷而成雨，或者在晚上遇上由別處流入的較冷的云層，從而形成降雨，降雨使地面氣溫快速下降而引起龍卷風。
陸地上的帶雨的龍卷風之壽命是短暫的，一旦地面和接近地面的空氣被雨水冷卻，加上降雨使積雨云大大減少，地面與高空的空氣壓差、溫差也大大減小，因此龍卷風就會消失。片刻消失的龍卷風往往被人們視為暴雨初期的狂風，但它的破壞力也是很大的。
但是，在一些附近沒有高山的平原地區(qū)所形成的不帶雨水的龍卷風之壽命就要長得多。這樣的地區(qū)處于低壓中心時，大量的云從高壓區(qū)快速流向該地區(qū)并積聚起來。積聚的云層沒有高山的阻擋，因此在低空通行無阻地流向低壓區(qū)。這些云停留積聚時，雖然密而厚，但距離地面很近，其上部還達不到形成雨滴或冰雹的溫度。同時，因為這些云離地面近，使地面的高壓空氣和高溫更難向高空泄出，所以地面與高空的壓差和溫差更大。當太陽的輻射熱被云快速地阻擋，云層下的空氣便會收縮，周圍的溫熱強風流入補充時會互相對撞，形成快速的旋轉(zhuǎn)熱氣流上升，并從云層中鉆出一條或多條通道，即形成一個或多個龍卷風。因為它難以帶來降雨，所以持續(xù)的時間比較長。
熱帶氣旋形成的初期只是一片在海上快速積聚的帶雨的云，高壓、高溫的氣流從云中鉆出由下至上的通道，高速旋轉(zhuǎn)上升的空氣帶動云層轉(zhuǎn)動形成海龍卷。海龍卷受到大陸上低氣壓的吸引，使其在海上急速運行。所以熱帶氣旋是一個在海洋中形成的云量大、生命力長的龍卷風。熱帶氣旋中間的風眼就是以上所說的云層通道。它雖然帶雨，但雨水不足以冷卻海面，反而使海面上的空氣更加潮濕。太陽直射海水所產(chǎn)生的大量熱力和周圍空氣和云的積聚補給，使其能量大大增加，足以快速前進甚至登陸。但大部分的熱帶氣旋會在運動中耗盡能量而自然消失。
簡而言之，龍卷風、熱帶氣旋、冰雹和狂風暴雨的成因是，由于地面或海面的熱使處于或接近于低壓區(qū)中心的空氣快速積聚成密而厚的云層，它把下面高壓、高溫的空氣和上面低壓、低溫的空氣分隔開來，云下的空氣一旦快速變冷，空氣快速收縮，就會形成龍卷風、熱帶氣旋、冰雹和暴雨狂風。關(guān)鍵的因素是云層，云層越厚越密，可能造成的災害會越嚴重。
由于現(xiàn)代氣象學和氣象衛(wèi)星的快速發(fā)展，人們對云層的流向、積聚點，暴雨、狂風、雷電或熱帶氣旋的形成、移動方向和強度等都有了深入地研究和明確地認識，也能對其進行較為準確的預報，通知災區(qū)的居民預先作好防備措施或及早疏散。但是對于遭受災害的嚴重后果卻無能為力。所以人們急切地盼望能夠改變目前被動預防的局面，而找到一種主動解決遭受災害的辦法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為人們提供一種預防龍卷風、熱帶氣旋、水災和冰雹的方法，并且可以避免人身和財產(chǎn)遭受其害。
采用下述的技術(shù)方案就可以達到以上的目的本技術(shù)方案的方法包含以下步驟(1)通過氣象臺預測或人工觀測分析到，某低壓區(qū)將有大量云層積聚或有云層從另一高壓區(qū)流入已有大量云層積聚的區(qū)域；(2)在產(chǎn)生龍卷風、熱帶氣旋、水災和冰雹之前，于積雨云層中預先制作一條或多條長形的催雨帶并進行人工降雨，降低積雨云層與地面空氣的壓差、溫差和減少云量，使形成龍卷風、熱帶氣旋、強降雨和冰雹的自然條件消失。
因為人工降雨可以把地面的溫度降低，地面溫度的降低會引致高空空氣溫度隨之降低，進一步形成雨，降雨使上升的空氣的濕度增高并帶動催雨帶周圍的云層相繼下雨。這樣就把催雨帶和其周圍的云層變成雨水而消失，從而形成一條長形的云層通道，讓原先被密云的阻擋而不能上升的高壓、高溫空氣恢復正常地上升，使龍卷風、熱帶氣旋、強降雨和冰雹形成之前便破壞了其產(chǎn)生的條件。所以本發(fā)明的有益效果是，不但可以預防龍卷風、熱帶氣旋、水災和冰雹，還可以避免其造成的災難性后果。
為了使本發(fā)明更加清晰和便于理解，下面通過實施例和附圖對其作進一步詳細說明。


圖1是本發(fā)明實施例1的催雨帶的位置示意圖。
圖2是本發(fā)明實施例2的催雨帶的位置示意圖。
圖3是本發(fā)明實施例3的催雨帶的位置示意圖。
具體的實施方式參看圖1。實施例1的方法主要適用于遠離飛機航道的地區(qū)預防龍卷風的方法。其預防的方法是首先通過氣象臺預測或人工觀測分析將要出現(xiàn)龍卷風的災害性氣候；然后，在產(chǎn)生龍卷風之前，于積雨云層2的中部地帶預先制作一條或多條長形的催雨帶1并進行人工降雨，降低積雨云層與地面空氣的壓差和溫差，使形成龍卷風的自然條件消失。如果當云層的厚度隨時可能自然產(chǎn)生龍卷風時才進行人工催雨，就會變成人為地引發(fā)龍卷風。制作催雨帶的方法可以采用飛機噴灑催雨劑的方法，也可以采用大炮發(fā)射催雨彈的方法。長條形催雨帶的數(shù)量和尺寸可以根據(jù)當?shù)氐牡匦魏妥匀粭l件而定，例如制作多條長約5公里、寬約0.7公里的長條形形催雨帶，圓形的催雨帶反而容易引發(fā)龍卷風。
參看圖2。實施例2的方法主要適用于本地區(qū)為低壓區(qū)，而周圍地區(qū)是高壓區(qū)，高壓區(qū)的云層向本地區(qū)補充流動的氣象條件下，預防龍卷風、熱帶氣旋、水災和冰雹的方法。其預防的方法是首先通過氣象臺預測將要出現(xiàn)兩片密而厚的云層對流，當時又處于容易發(fā)生龍卷風的地區(qū)、季節(jié)和時段；然后，在產(chǎn)生龍卷風之前，于積雨云層2的補充氣流與積雨云層相交處3并與補充氣流5的流動方向垂直的地帶制作一條或多條長形的催雨帶4并進行人工降雨，這樣的催雨帶可以阻擋周圍地區(qū)的高壓、較低溫空氣向本地區(qū)急劇地補充、流動，使周圍地區(qū)的云層在催雨帶處形成人工雨而降低壓差和溫差，減少云量使形成龍卷風、熱帶氣旋和冰雹的自然條件消失。
參看圖3。實施例3的方法主要適用于飛航道附近的地帶預防龍卷風和冰雹的方法。其預防的方法是首先通過氣象臺預測將要出現(xiàn)龍卷風、熱帶氣旋和冰雹的災害性氣候；然后，在產(chǎn)生龍卷風和冰雹之前，于距飛機航道7的距離L為4-8公里處的兩面的積雨云層2中分別制作一條或多條催雨帶6并進行人工降雨，降低積雨云層與地面空氣的壓差和溫差，使形成龍卷風、熱帶氣旋和冰雹的自然條件消失。同時，本方法還可以防止熱氣流的快速上升影響飛機飛行的穩(wěn)定性。
實施例4(省略附圖)的方法主要適用于防止海上熱帶氣旋侵害的方法。它首先通過氣象臺預測或人工觀測分析將要出現(xiàn)熱帶氣旋的災害性氣候；然后在海面上空形成熱帶氣旋之前，于積雨層中制作催雨帶，通過人工降雨盡量使龍卷風不能形成；如果上述措施未能阻止龍卷風轉(zhuǎn)變?yōu)闊釒庑龝r，可在熱帶氣旋的風眼的上空噴灑大量的強化催雨劑或者采用激光的方法用以擴大風眼，降低熱帶氣旋的旋轉(zhuǎn)速度，使其破壞力大大減弱或自滅于海上。當然，使用這種方法要付出很大的代價。只有當某地區(qū)將有重大的活動舉行，例如軍事演習、重大的體育比賽、重大的政治活動等，通過氣象臺預報了海上將會形成熱帶氣旋并確定會侵襲該地區(qū)或確定熱帶氣旋正在向該地區(qū)侵襲時，方可采用這樣的方法。
實施例5(省略附圖)主要適用于預防水災的方法。它首先通過氣象臺預測或人工觀測分析到，某低壓區(qū)將有大量云層積聚或有云層從另一高壓區(qū)流入已有大量云層積聚的區(qū)域；然后，在產(chǎn)生強降雨之前，于積雨云層中預先分時段先后和分區(qū)片制作一條或多條長形的催雨帶并進行人工降雨，把積雨云分區(qū)片和分時段先后降下。
一些地區(qū)每年都發(fā)生水災，造成無數(shù)生命的喪失和數(shù)以億計的財產(chǎn)損失。制作人工催雨帶可以把積雨云分區(qū)片和分時段先后降下，避免同時一齊降下，從而造成洪水泛濫。
權(quán)利要求
1.一種預防龍卷風、熱帶氣旋、水災和冰雹的方法，其特征是包含以下步驟(1)通過氣象臺或者人工的觀察分析到，某低壓區(qū)將有大量云層積聚或有云層從另一高壓區(qū)流入已有大量云層積聚的區(qū)域；(2)在產(chǎn)生龍卷風、熱帶氣旋、水災和冰雹之前，于積雨云層中預先制作一條或多條長形的催雨帶并進行人工降雨，降低積雨云層與地面空氣的壓差、溫差和云量，使形成龍卷風、熱帶氣旋、強降雨和冰雹的自然條件消失。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預防龍卷風、熱帶氣旋、水災和冰雹的方法，其特征是所說的制作一條或多條長形的催雨帶的方法是采用飛機噴灑催雨劑的方法。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預防龍卷風、熱帶氣旋、水災和冰雹的方法，其特征是所說的制作一條或多條長形的催雨帶的方法是采用大炮發(fā)射催雨彈的方法。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的預防龍卷風、熱帶氣旋和冰雹的方法，其特征是所說的制作的一條或多條長形的催雨帶位于積雨云層的中部地帶。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的預防龍卷風、熱帶氣旋和冰雹的方法，其特征是所說的通過氣象臺或者人工的觀察分析，預測到某低壓區(qū)將有大量云層積聚或有云層從另一高壓區(qū)流入已有大量云層積聚的區(qū)域是指預測到將要出現(xiàn)兩片密而厚的云層對流，當時又處于容易發(fā)生龍卷風的地區(qū)、季節(jié)和時段；所說的制作的一條或多條長形的催雨帶位于積雨云層的補充氣流與積雨云層相交處并與補充氣流的流動方向垂直的地帶。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的預防龍卷風、熱帶氣旋和冰雹的方法，其特征是在產(chǎn)生龍卷風、熱帶氣旋和冰雹之前，于積雨云層中預先制作一條或多條長形的催雨帶并進行人工降雨，是在距飛機航道的距離為4-8公里處的兩面的積雨云層中分別制作一條或多條催雨帶并進行人工降雨。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的預防龍卷風、熱帶氣旋、水災和冰雹的方法，其特征是所說的在產(chǎn)生龍卷風、熱帶氣旋和冰雹之前，于積雨云層中預先制作一條或多條長形的催雨帶并進行人工降雨是指在海面上空形成熱帶氣旋之前，于積雨層中制作催雨帶，通過人工降雨盡量使龍卷風不能形成；如果上述措施未能阻止龍卷風轉(zhuǎn)變?yōu)闊釒庑龝r，可在熱帶氣旋的風眼的上空噴灑大量的強化催雨劑或者采用激光的方法用以擴大風眼，降低熱帶氣旋的旋轉(zhuǎn)速度，使其破壞力大大減弱或自滅于海上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的預防龍卷風、熱帶氣旋、水災和冰雹的方法，其特征是所說的在產(chǎn)生龍卷風、熱帶氣旋和冰雹之前，于積雨云層中預先制作一條或多條長形的催雨帶并進行人工降雨是指在產(chǎn)生強降雨之前，于積雨云層中預先分時段先后和分區(qū)片制作一條或多條長形的催雨帶并進行人工降雨，把積雨云分區(qū)片和分時段先后降下。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種預防龍卷風、熱帶氣旋、水災和冰雹的方法，旨在使人們可以避免遭受其災害。該方法包含以下步驟(1)通過氣象臺預測或人工的觀測分析將要出現(xiàn)龍卷風、熱帶氣旋、水災和冰雹的災害性氣候；(2)在產(chǎn)生龍卷風、熱帶氣旋、水災和冰雹之前，于積雨云層中制作一條或多條長形的催雨帶并進行人工降雨，降低積雨云層與地面空氣的壓差、溫差和云量，使形成龍卷風、熱帶氣旋、水災和冰雹的自然條件消失。
文檔編號A01G15/00GK1695431SQ200510035210
公開日2005年11月16日 申請日期2005年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月7日
發(fā)明者廖意民 申請人:廖意民