8 loại điều chỉnh khí hậu chính
Bài viết này đưa ra ánh sáng về tám loại điều chỉnh khí hậu chính. Các loại là: 1. Sửa đổi khí hậu tại hiện trường 2. Sửa đổi quy trình trao đổi 3. Sửa đổi các nguy cơ thời tiết 4. Sửa đổi lượng mưa 5. Sửa đổi lốc xoáy 6. Sửa đổi sương mù 7. Sửa đổi sương mù 8. Sửa đổi bay hơi.
Các loại sửa đổi khí hậu:
- Điều chỉnh khí hậu tại hiện trường
- Sửa đổi quy trình trao đổi
- Sửa đổi các mối nguy thời tiết
- Sửa đổi lượng mưa
- Sửa đổi lốc xoáy
- Sửa đổi sương mù
- Sửa đổi băng giá
- Sửa đổi bay hơi
Loại # 1. Sửa đổi khí hậu tại hiện trường:
Khí hậu đồng ruộng đề cập đến vi khí hậu của đất và của cây trồng. Vi khí hậu của đất trống khác với bề mặt thực vật. Vi khí hậu của đất trống đề cập đến lớp bề mặt của mặt đất và lớp không khí ngay phía trên bề mặt đất và lớp đất bên dưới mặt đất.
Vào ban ngày, bề mặt đất nhận được bức xạ mặt trời và ấm lên bằng cách hấp thụ nó. Bề mặt đất trở nên ấm hơn lớp không khí bên trên và lớp đất bên dưới bề mặt đất đang hoạt động.
Vào những đêm trời trong, mặt đất mất nhiệt nhanh dưới dạng bức xạ sóng dài (IR), trong khi đó mặt đất nhận được một lượng nhỏ bức xạ hồng ngoại từ hơi nước, phân tử không khí và ozon có trong khí quyển. Do đó, bề mặt đất là một bề mặt hoạt động nơi phần lớn năng lượng bức xạ được hấp thụ, phản xạ và phát ra.
Vào ban ngày, năng lượng nhiệt tấn công nhanh hơn trên đất trống hơn là có thể tiêu tan. Kết quả là, nhiệt độ bề mặt tăng lên do sự tích lũy năng lượng nhiệt. Nhiệt độ tối đa xảy ra tại thời điểm, khi năng lượng đầu vào và đầu ra bằng nhau.
Sau đó, đầu ra vượt quá năng lượng đầu vào dẫn đến nhiệt độ giảm. Nhiệt độ tiếp tục giảm miễn là tốc độ mất nhiều hơn tốc độ tăng. Nhiệt độ tối thiểu xảy ra tại thời điểm, khi đầu vào và đầu ra cân bằng nhau. Đó là lý do tại sao nhiệt độ tối thiểu xảy ra ngay sau khi mặt trời mọc và nhiệt độ tối đa xảy ra vào giữa buổi chiều.
Trên đất trống, nhiệt độ giảm theo chiều cao trong tầng đối lưu thấp hơn và cũng giảm theo độ sâu trong đất vào ban ngày. Nó được gọi là tỷ lệ sai sót. Vào ban đêm, nhiệt độ không khí tăng theo chiều cao so với mặt đất và nhiệt độ đất cũng tăng theo độ sâu. Nó đề cập đến sự đảo ngược nhiệt độ.
Bề mặt đất trải qua thặng dư năng lượng lớn nhất. Do đó, phạm vi nhiệt độ ngày đêm lớn nhất xảy ra vào ban ngày, trong khi bề mặt đất bị thiếu hụt năng lượng lớn nhất vào ban đêm và nhiệt độ thấp nhất gần bề mặt. Độ dốc nhiệt độ lớn nhất gần bề mặt và giảm dần theo chiều cao và độ sâu của đất.
Khi thực vật bắt đầu phát triển, vi khí hậu của cánh đồng được sửa đổi. Trong một khoảng thời gian ngắn, lá của một cây bắt đầu chạm vào lá của những cây khác liền kề. Những cây và lá này có xu hướng cản trở trao đổi nhiệt, độ ẩm và động lượng giữa mặt đất và khí quyển.
Khi lá của chúng bắt đầu che phủ hoàn toàn mặt đất, đỉnh của tán cây trở thành bề mặt hoạt động để lấy nhiệt và trao đổi khác và bề mặt đất trở thành thứ cấp. Sự thoát hơi nước và bức xạ nhiệt từ các bộ phận của cây trong tán cây tạo thành nguồn cấp ba cho các dòng năng lượng và độ ẩm.
Mỗi loại cây trồng có xu hướng phát triển chỗ đứng riêng và hình thành một vi khí hậu với các đặc điểm khác nhau. Trong quá trình trao đổi nhiệt trong và trên bề mặt thực vật, lá cây tham gia vào các hình thức xử lý bức xạ hấp thụ khác nhau có công suất nhiệt rất nhỏ. Các bộ phận của cây tạo bóng của chúng trên bề mặt đất làm giảm sự trao đổi nhiệt trong đất giữa lớp đất và lớp không khí cây trồng.
Do đó, dòng nhiệt đi vào hoặc rời khỏi đất và lá trên đó và lớp không khí trong và bên dưới tán cây là rất nhỏ. Giảm thoát hơi nước do thiếu nước trong thời gian ban ngày đẩy nhiệt độ của lá lên cao hơn 5-10 ° C so với không khí.
Sự tăng trưởng của mỗi loại cây trồng bị ảnh hưởng bởi các thông số thời tiết khác nhau. Các thông số thời tiết quan trọng là nhiệt độ, bức xạ, ánh nắng mặt trời, lượng mưa, độ ẩm và tốc độ gió. Bất kỳ sai lệch trong các thông số này đều ảnh hưởng đến sự tăng trưởng bình thường của cây trồng. Do đó, dư thừa và thâm hụt gây ra căng thẳng lớn. Lượng mưa quá mức ở bất kỳ khu vực nào đều gây ảnh hưởng xấu đến tăng trưởng cây trồng.
Tương tự, thâm hụt độ ẩm cũng gây ra căng thẳng bằng cách ảnh hưởng đến các quá trình trao đổi. Điều kiện nhiệt độ khắc nghiệt có hại cho cây trồng. Điều kiện nhiệt độ thấp trong mùa đông và điều kiện nhiệt độ cao trong mùa hè ảnh hưởng nghiêm trọng đến cây trồng. Các quá trình trao đổi năng lượng hàng loạt bị ảnh hưởng xấu bởi các điều kiện căng thẳng gây ra bởi các điều kiện thời tiết khắc nghiệt.
Loại # 2. Sửa đổi quy trình trao đổi:
Luồng khí theo hướng ngang được gọi là gió. Sự phân bố bức xạ mặt trời không đều trên bề mặt trái đất gây ra nhiệt độ không đồng đều. Sự chênh lệch nhiệt độ gây ra các khối không khí có mật độ khác nhau. Khối không khí lạnh tạo ra áp suất cao và khối không khí ấm tạo ra áp suất thấp. Một sự khác biệt áp lực được thiết lập giữa hai nơi.
Kết quả là, một gradient áp suất được thiết lập, giúp di chuyển khối không khí từ áp suất cao sang khu vực áp suất thấp. Kết quả là gió được tạo ra, có thể vận chuyển carbon dioxide, hơi nước và năng lượng nhiệt từ nơi này sang nơi khác và từ đất đến các lớp không khí phía trên.
Sự tăng trưởng của cây có thể bị ảnh hưởng trực tiếp cũng như gián tiếp bởi gió. Các nhà máy trở nên lùn ở những khu vực nơi gió mạnh chiếm ưu thế. Điều này là do sự hình thành của các tế bào nhỏ thông qua việc giảm độ xoắn, khi các tế bào đang mở rộng và trưởng thành.
Sự tăng trưởng của các nhà máy dường như bị giảm khi tốc độ gió vượt quá 10 km / h. Tốc độ gió tác động trực tiếp đến sự thoát hơi nước bằng cách loại bỏ hơi nước ra khỏi môi trường xung quanh của lá cây. Gió mạnh buộc không khí ra khỏi các lỗ khí khổng thông qua việc uốn cong những chiếc lá mềm.
Dòng không khí trên bề mặt trái đất không đều do lực ma sát gây ra bởi sự gồ ghề của trái đất. Một lớp không khí mỏng được giới hạn rất gần với mặt đất, nơi các quá trình chuyển được kiểm soát bởi sự khuếch tán phân tử. Lớp không khí mỏng này được gọi là lớp phụ laminar.
Trong điều kiện gió, độ dày của lớp phụ lớp có thể khoảng vài mm. Tồn tại một lớp bề mặt hỗn loạn ngay phía trên lớp phụ. Chiều cao của lớp bề mặt hỗn loạn này có thể kéo dài từ 50 đến 100m. Lớp này được đặc trưng bởi một vùng trộn mạnh, nơi dòng điện xoáy được tạo ra.
Cấu trúc gió trong lớp bề mặt hỗn loạn phụ thuộc vào bản chất của bề mặt bên dưới và độ dốc nhiệt độ theo hướng thẳng đứng. Lực ma sát tác dụng bởi mặt đất chi phối lớp bề mặt hỗn loạn, trong đó các tác động của lực coriolis bị bỏ qua.
Sản xuất cây trồng bị ảnh hưởng bởi sự chuyển động không khí trong tán cây. Luồng không khí gần mặt đất bị chi phối bởi nhiễu loạn vào ban ngày dưới sức gió bề mặt mạnh, tuy nhiên, nhiễu loạn trở nên không đáng kể trong điều kiện yên tĩnh vào ban đêm. Yếu tố dòng chảy này chi phối sự phân bố không gian của gió, hơi nước và nhiệt độ.
Truyền nhiệt bằng cách dẫn và đối lưu từ bề mặt cây trồng và bề mặt đất vào khí quyển phụ thuộc vào bản chất của luồng không khí trong lớp bao quanh các bề mặt này. Bản chất của luồng không khí trong các lớp như vậy khác với bên ngoài nó do ảnh hưởng mạnh mẽ của độ nhớt trong lớp chỉ tiếp giáp với bất kỳ vật thể nào. Lớp ranh giới được đặc trưng bởi độ dốc mạnh của 1 nhiệt độ, hơi nước và luồng không khí.
Vi khí hậu của các bề mặt cây trồng được kiểm soát bằng cách truyền năng lượng nhiệt hợp lý, hơi nước và carbon dioxide. Luồng không khí có ảnh hưởng mạnh mẽ đến các quá trình trao đổi khối lượng và năng lượng. Sự nhiễu loạn không khí đóng một vai trò quan trọng trong việc kiểm soát sự di chuyển và phân phối khối không khí trong tán cây.
Bất ổn không khí là cơ quan khuếch tán trong việc kiểm duyệt các điều kiện khắc nghiệt của nhiệt độ và hơi nước. Chuyển giao hỗn loạn chịu trách nhiệm chuyển các phân tử không khí. Sự gồ ghề của bề mặt làm tăng tốc độ thoát hơi nước ở những khu vực bị chi phối bởi sự tiến bộ mạnh mẽ.
Việc truyền nhiệt hợp lý, hơi nước và carbon dioxide là rất quan trọng trong tán cây. Tốc độ gió ở bề mặt cây trồng bị giảm do lực cản hoặc ma sát gây ra bởi bề mặt gồ ghề.
Có sự chuyển động giữa động thực vật và bầu khí quyển do sự thay đổi của tốc độ gió. Độ khuếch tán xoáy đối với sự trao đổi giữa bề mặt cây trồng và bầu khí quyển có cường độ cao hơn quá trình khuếch tán phân tử.
Để trộn hiệu quả gần bề mặt cây trồng, phải có một cơ chế hiệu quả hơn là khuếch tán phân tử. Cơ chế nhanh chóng này được gọi là khuếch tán xoáy, gây ra bởi nhiễu loạn. Khuếch tán phân tử chậm kiểm soát các quá trình vận chuyển rất gần với các bề mặt.
Do các giá trị lớn của hệ số khuếch tán của không khí, nồng độ carbon dioxide được duy trì và không bị suy giảm nhanh chóng trong thời gian ban ngày khi quá trình quang hợp hoạt động rất mạnh.
Tốc độ quang hợp tăng khi tăng tốc độ gió và nó tiếp tục tăng đến giới hạn nhất định. Tuy nhiên, tốc độ quang hợp giảm khi tốc độ gió tăng. Do đó, gió bề mặt mạnh gây ra ảnh hưởng xấu đến sự phát triển của cây trồng.
Một cơn gió nhẹ và vừa phải rất hữu ích cho sự thoát hơi nước và carbon dioxide cho quá trình quang hợp ở cây trồng. Tất cả các quá trình trao đổi diễn ra trong tán cây đều bị ảnh hưởng xấu bởi gió mạnh.
Nó đã được quan sát thấy rằng gió bề mặt mạnh gây thiệt hại nghiêm trọng cho cây trồng ở vùng khô cằn và bán khô cằn bằng cách gây xói mòn đất và vận chuyển các hạt đất. Những hạt đất này được lắng đọng trên lá của cây trồng.
Nhiều nhà điều tra đã cố gắng xác định các kỹ thuật để giảm tác động bất lợi của gió mặt mạnh. Điều này có thể được thực hiện bằng cách trồng cây chắn gió, có thể là một hàng rào hoặc một nơi trú ẩn được tạo thành từ vật liệu nhân tạo.
Từ thời cổ đại, nhiều biện pháp bảo vệ đã được sử dụng để chống lại các mối nguy thời tiết. Tưới tiêu là một trong những kỹ thuật cũ đang được sử dụng để bảo vệ cây trồng khỏi điều kiện nhiệt độ thấp và nhiệt độ cao. Tưới rất hữu ích trong việc điều chỉnh tải nhiệt cho cây trong mùa hè, trong khi vào mùa đông, tưới làm tăng nhiệt độ đất cũng như nhiệt độ không khí.
Tương tự, vi khí hậu trường có thể được sửa đổi bằng cách sử dụng các loại màng phủ khác nhau. Mái che là một trong những kỹ thuật tốt nhất để bảo vệ cây trồng khỏi tác hại của gió lạnh và nóng.
Loại # 3. Sửa đổi các Nguy cơ Thời tiết:
Sự tăng trưởng và năng suất của cây bị ảnh hưởng bởi các thông số thời tiết khác nhau. Các thông số thời tiết quan trọng là lượng mưa / độ ẩm, nhiệt độ, bức xạ mặt trời, sự bốc hơi và thoát hơi nước và gió. Tăng trưởng cây trồng bình thường xảy ra, nếu các thông số này là thuận lợi. Tăng trưởng tối đa cây trồng xảy ra trong điều kiện thời tiết tối ưu. Tăng trưởng cây trồng bị ảnh hưởng bất lợi, nếu có bất kỳ sai lệch trong các tham số này.
Trên hoặc dưới điều kiện thời tiết tối ưu, tồn tại điều kiện thời tiết khắc nghiệt. Những điều kiện thời tiết khắc nghiệt dẫn đến mối nguy thời tiết. Ví dụ, lượng mưa quá mức dẫn đến lũ lụt, trong khi lượng mưa thâm hụt dẫn đến điều kiện khô hạn.
Nếu nhiệt độ thấp hơn đáng kể so với bình thường, thì điều kiện sóng lạnh sẽ xảy ra. Mặt khác, nếu nhiệt độ cao hơn đáng kể so với bình thường, thì nó có thể dẫn đến tình trạng sóng nhiệt. Tương tự, lốc xoáy ảnh hưởng xấu đến tăng trưởng cây trồng.
Nguy cơ thời tiết là mối đe dọa lớn đối với cây trồng cũng như các hoạt động của con người. Do đó, việc sửa đổi các mối nguy thời tiết cần phải được thực hiện bằng cách sử dụng các kỹ thuật khác nhau, để các tổn thất có thể được giảm thiểu.
Loại # 4. Sửa đổi lượng mưa:
Yêu cầu chính của cây trồng là độ ẩm. Cây trồng được trồng trong điều kiện tưới được cung cấp nước thông qua tưới tiêu và cây trồng được trồng trong điều kiện trời mưa có được độ ẩm từ lượng mưa. Lượng mưa rất quan trọng ở những khu vực này, nơi cây trồng được trồng trong điều kiện trời mưa.
Sự tăng trưởng của cây trồng phụ thuộc vào lượng mưa và sự phân phối của nó trong suốt vòng đời của nó. Thiếu hụt độ ẩm ở bất kỳ giai đoạn nào của cây trồng đều có hại, nhưng ảnh hưởng của nó sẽ gây chết người nhiều hơn, nếu thiếu độ ẩm xảy ra trong thời kỳ sinh sản. Ảnh hưởng của thâm hụt độ ẩm có thể được giảm thiểu bằng cách gây ra mưa nhân tạo.
Bối cảnh lịch sử của mưa nhân tạo:
Mưa nhân tạo dựa trên nguyên tắc các hạt nhân ngưng tụ nhân tạo được đưa vào các đám mây, bởi vì các hạt nhân ngưng tụ đủ có thể không có sẵn trong khí quyển. Điều này có thể được gọi là sửa đổi thời tiết.
Điều chỉnh thời tiết được định nghĩa là sự thay đổi nhân tạo của thời tiết trên một địa phương nhất định bằng cách sử dụng các hạt nhân khác nhau. Ban đầu, trọng tâm chính vẫn là làm mưa và ức chế mưa đá. Bergeron và Findeicen đã đề xuất một lý thuyết vào năm 1930, trong đó họ tuyên bố rằng những giọt mưa bắt đầu hình thành trong một đám mây khi một vài tinh thể băng xuất hiện ở nhiệt độ dưới 0 ° C.
Lý thuyết tinh thể băng giả định rằng các giọt nước trong đám mây không đóng băng ở 0 ° C. Nước có thể vẫn ở trạng thái lỏng thậm chí lên tới -40 ° C. Đây được gọi là nước siêu lạnh. Các tinh thể băng được tìm thấy có chứa các hạt nhân rắn có đường kính khoảng một micromet. Chúng được gọi là hạt nhân đóng băng.
Bất cứ khi nào những tinh thể băng này tiếp xúc với nước siêu lạnh, toàn bộ đám mây sẽ nhanh chóng biến thành một đám mây toàn băng. Do đó, những tinh thể này phát triển nhanh chóng với chi phí của các giọt siêu lạnh. Chúng rơi khỏi đám mây như mưa hoặc mưa đá hoặc tuyết.
Hạt nhân của ngưng tụ mây:
Nó đã được quan sát thấy rằng ngưng tụ hơi nước trong không khí ẩm tinh khiết không xảy ra trừ khi độ ẩm tương đối trở thành 70-80%. Độ ẩm tương đối của thứ tự này có thể đạt được bằng cách mở rộng đáng tin cậy nhanh chóng trong buồng mây Wilson.
Trong bầu khí quyển, các đám mây không được hình thành theo cách này và sự ngưng tụ hơi nước không bắt đầu trừ khi nó có hạt nhân phù hợp mà hơi nước có thể ngưng tụ. Không khí trong khí quyển không hoàn toàn tinh khiết. Nó thường chứa nhiều loại hạt gọi là aerosol mà hơi nước ngưng tụ khi không khí hơi bão hòa hoặc thậm chí ít hơn.
Các sol khí trong khí quyển có phạm vi rất lớn từ 0, 005 Thay đổi đến 10 lau.
Chúng có thể được phân thành ba loại theo kích thước của chúng:
(a) Hạt nhân AITKEN: 0, 005 bằng đến 0, 2.
(b) Hạt nhân lớn: 0, 2 cầu đến 1 sóng.
(c) Hạt nhân khổng lồ:> 1 Sự.
Có hai loại hạt nhân ngưng tụ:
tôi. Hạt nhân hút ẩm:
Họ đã có ái lực mạnh mẽ đối với hơi nước trên đó ngưng tụ diễn ra ngay cả trước khi không khí trở nên bão hòa.
ii. Hạt nhân không hút ẩm:
Chúng đòi hỏi mức độ siêu bão hòa nhất định tùy thuộc vào các yếu tố sau:
(a) Nhiệt độ và tốc độ làm mát, điều khiển tốc độ hơi nước có sẵn để ngưng tụ.
(b) Nồng độ, kích thước và tính chất của hạt nhân chi phối tốc độ ngưng tụ hơi.
Những hạt nhân ngưng tụ này đóng một vai trò thiết yếu trong sự khởi đầu của sự hình thành đám mây. Hơi nước ngưng tụ khi độ ẩm tương đối là 100%. Trong nhiệt động lực học, miễn là độ ẩm tương đối nhỏ hơn 100%, hơi nước không ngưng tụ ở dạng lỏng.
Độ ẩm tương đối (H) hoặc tỷ lệ bão hòa của không khí được định nghĩa là áp suất hơi thực tế đến mức cần thiết để bão hòa không khí ở cùng nhiệt độ.
H = e / e s
Nó được thể hiện bằng tỷ lệ phần trăm. Khi không khí đạt được độ bão hòa, e = e s & H = 1.
Độ bão hòa:
Không khí được cho là bão hòa, khi không có sự chuyển dịch ròng của các phân tử hơi giữa nó và một mặt phẳng nước ở cùng nhiệt độ.
Siêu bão hòa:
Độ ẩm tương đối vượt quá 100% khi hơi nước có trong không khí nhiều hơn mức cần thiết để bão hòa không khí tức là e lớn hơn e s . Nó được gọi là siêu bão hòa và được ký hiệu là s, trong đó s = (e / e s - 1). Điều này có thể được biểu thị bằng tỷ lệ phần trăm bằng cách nhân với 100.
Khi tỷ lệ bão hòa là 1, 01, thì RH là 101%, tức là
S = (e - e s / e s ) = 1, 01 - 1 = .01 = 1%
Giả định cơ bản của sửa đổi:
(i) Sự hiện diện của các tinh thể băng trong một đám mây siêu tải là cần thiết để giải phóng mưa theo quy trình của Bergeron.
(ii) Sự hiện diện của giọt nước tương đối lớn là điều cần thiết để bắt đầu cơ chế hợp nhất.
(iii) Một số đám mây kết tủa không hiệu quả, vì các tác nhân này tự nhiên bị thiếu.
(iv) Sự thiếu hụt này có thể được tạo ra bằng cách gieo hạt mây một cách nhân tạo bằng CO 2, Agl rắn để tạo ra các tinh thể băng hoặc bằng cách đưa các giọt nước hoặc hạt nhân hút ẩm lớn
Các hạt nhân ngưng tụ đóng một vai trò quan trọng trong sự hình thành của các đám mây. Không khí tăng lên trong bầu khí quyển làm khô một cách đáng tin cậy và trở nên bão hòa. Làm mát thêm không khí dẫn đến ngưng tụ dẫn đến hình thành các đám mây và lượng mưa. Nó đã được quan sát thấy rằng lượng mưa có thể không xảy ra, ngay cả khi những đám mây có mặt.
Bây giờ người ta đã phát hiện ra rằng các đám mây có thể không có đủ hạt nhân cho sự ngưng tụ hoặc thăng hoa để bắt đầu sự phát triển của những giọt mưa. Ban đầu, các giọt mây phát triển trong khối không khí siêu bão hòa đang tăng lên, sau đó có sự giảm tốc độ tăng trưởng do sự suy giảm của các giọt siêu bão hòa.
Các giọt mây hình thành trong đám mây sẽ có xu hướng thu giữ các hơi nước có sẵn. Lượng mưa xảy ra, khi các giọt mây trở nên quá lớn để được hỗ trợ bởi các bản cập nhật.
Đám mây có thể được chia thành hai loại tùy thuộc vào năng lượng nhiệt của chúng:
(i) Mây lạnh.
(ii) Mây ấm.
Đặc điểm của Mây lạnh:
Sự hình thành của những đám mây này dựa trên quá trình Bergeron-Findeicen. Những đám mây này có thể phát triển và mở rộng vượt quá mức đóng băng mà không cần sự hình thành của các tinh thể băng. Những giọt mây trở nên siêu lạnh. Với sự gia tăng siêu làm mát trên mức đóng băng, ngày càng nhiều hạt nhân đóng băng trở nên hoạt động. Những hạt nhân đóng băng này trở thành trung tâm tích cực cho sự hình thành các tinh thể băng.
Số lượng tinh thể băng tối đa hình thành trong khoảng nhiệt độ từ -15 ° đến -20 ° C. Sự hình thành của tinh thể băng dựa trên nguyên tắc áp suất hơi bão hòa nhiều hơn nước siêu lạnh so với tinh thể băng. Do đó, các tinh thể băng phát triển với chi phí của các giọt siêu lạnh.
Hạt giống của những đám mây lạnh:
Nếu những đám mây lạnh không có đủ số lượng tinh thể băng, thì có thể không có bất kỳ cơn mưa nào. Trong những trường hợp này, hạt nhân nhân tạo có thể được đưa vào các đám mây để tăng số lượng tinh thể băng để có thể bắt đầu kết tủa. Người ta đã thử nghiệm thực tế rằng hạt nhân băng có thể được tăng lên bằng cách đưa hạt nhân hút ẩm nhân tạo vào đám mây.
Những hạt nhân nhân tạo này được đưa ra dưới đây:
tôi. Bạc Iốt.
ii. Carbon dioxide rắn (đá khô).
Bản chất của đại lý gieo hạt :
tôi. Muối thông thường có đường kính 1-5 Vàng là hạt nhân ngưng tụ hiệu quả nhất trong các đám mây ấm.
ii. Bạc iốt được sử dụng để đóng băng hạt nhân. Các hạt rất nhỏ là tốt nhất cho sản lượng tối đa trên mỗi đơn vị khối lượng.
Cloud Seeding với bạc Iodide:
Bạc iốt có cấu trúc tinh thể hình lục giác gần với các hạt băng. Đây là những hạt nhân phù hợp. Iốt bạc nguyên chất có tính hút ẩm cao và thực tế không tan trong nước. Cả hai tính chất này bị ảnh hưởng mạnh mẽ bởi các tạp chất hấp thụ. Dưới -10 ° C, siêu bão hòa vượt quá 10 phần trăm đối với băng.
Khi khói iốt bạc được đưa vào đám mây, nhiệt độ bắt đầu giảm. Kết quả là, một số lượng tinh thể băng xuất hiện. Tốc độ hình thành các tinh thể băng tăng khi nhiệt độ giảm. Khoảng -15 ° C, tất cả các hạt iốt bạc được chuyển thành hạt nhân băng.
Sự ra đời của khói iốt bạc tạo ra số lượng lớn các tinh thể băng, tạo ra sự bất ổn trong các giọt nước siêu lạnh. Hầu hết các giọt nước siêu lạnh thay đổi thành tinh thể băng dẫn đến kết tủa.
Ngoài iốt bạc, các chất khác có thể được sử dụng làm hạt nhân nhân, là iốt chì, kim loại, sunfua cupric, oxit cupric và bismuth iodide. Các tinh thể của iốt chì tương tự như bạc iốt. Nó hoạt động ở nhiệt độ -5 ° C. Số lượng hạt nhân được tạo ra giống như số lượng nhận được từ bạc iốt.
Các tinh thể của metaldehyd là chất tạo mầm hiệu quả ở -10 ° C. Nó bay hơi với hơi nước. Nó dẫn đến sự đóng băng của các giọt sương mù ngưng tụ. Trong số tất cả các chất này, bạc iốt thường được sử dụng. Tuy nhiên, khả năng tạo mầm băng của Agl giảm dưới tác động của tia cực tím.
Cloud Seeding With Dry Ice (Solid CO 2 ):
Đặc tính chính của carbon dioxide rắn là nó có áp suất hơi rất cao ở -30 ° C. Kết quả là, nó bay hơi rất nhanh, do đó, nhiệt độ bề mặt của nó giảm xuống - 80 ° C. Một mảnh băng khô nhỏ rơi trong không khí nhiều mây tạo ra số lượng rất lớn các tinh thể băng. Số lượng tinh thể băng phụ thuộc vào kích thước và tốc độ rơi của băng khô.
Pallet đá khô là nặng. Chúng rơi nhanh qua đám mây và không có tác dụng dai dẳng. Do đó, chúng được máy bay đưa vào đỉnh của những đám mây siêu lạnh. Phương pháp gieo hạt này hiệu quả hơn trong các đám mây tích, có ngọn có nhiệt độ dưới -5 ° C, với điều kiện các đám mây không tan trước nửa giờ.
Hạt giống của những đám mây ấm áp:
Trong những đám mây này, quá trình hợp nhất rất tích cực. Do đó, sự tăng trưởng của giọt mây phụ thuộc vào quá trình hợp nhất. Quá trình này bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như kích thước thả ban đầu, cập nhật, hàm lượng nước lỏng và điện trường.
Quá trình hợp nhất trong các đám mây ấm chỉ có thể được bắt đầu nếu các giọt nước lớn xuất hiện trong các đám mây. Sự vắng mặt của những giọt nước lớn trong một số đám mây có thể làm giảm quá trình kết tụ, do đó, lượng mưa có thể vắng mặt hoặc thiếu.
Việc gieo hạt của các đám mây ấm dựa trên giả định rằng quá trình hợp nhất có thể được tăng tốc bằng cách đưa ra các hạt nhân hút ẩm lớn. Natri clorua được gọi là muối thông thường có thể được sử dụng làm tác nhân gieo hạt, có thể tạo ra các hạt nhân khổng lồ. Nó có thể được sử dụng ở dạng dung dịch hoặc chất rắn.
Ưu điểm chính của muối là áp suất hơi của dung dịch thấp hơn dung môi nguyên chất. Việc gieo hạt của những đám mây ấm bằng nước dường như rẻ hơn so với gieo hạt bằng muối. Nhưng, trong thực tế, việc gieo hạt bằng muối sẽ kinh tế hơn vì có vai trò quan trọng của hạt nhân hút ẩm khổng lồ trong quá trình hợp nhất.
Hiệu quả hoặc hiệu quả của hạt nhân nhân tạo phụ thuộc vào loại mây:
Mây đối lưu:
10-20% nước lỏng được chuyển thành mưa.
Những đám mây kỳ dị:
Khoảng 25% nước lỏng được chuyển thành mưa.
Các lớp mây:
Lượng nước lỏng đáng kể được chuyển thành mưa.
Người ta đã phát hiện ra rằng trong những đám mây đang mưa hoặc những đám mây sắp mưa, việc bổ sung các hạt nhân nhân có hiệu quả nhất trong việc tăng lượng mưa.
Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động gieo hạt trên đám mây bất lợi:
Có hai vấn đề ảnh hưởng xấu đến hoạt động gieo hạt trên đám mây.
Đó là:
I. Sự không chắc chắn của vật liệu gieo hạt đạt đến cấp độ đám mây. Vì lý do này, việc gieo hạt được thực hiện bằng máy bay ngay dưới căn cứ đám mây hoặc chỉ cần vượt qua khu vực mục tiêu.
II. Sự bất ổn của bạc iốt trong ánh sáng mặt trời. Nó đã dẫn đến một cuộc tìm kiếm các tác nhân tạo hạt khác như mataldehyd.
Loại # 5. Sửa đổi Lốc xoáy:
Lốc xoáy là một trong những mối nguy hiểm thời tiết tồi tệ nhất có thể gây ra sự tàn phá lớn đối với cây trồng nông nghiệp ở các khu vực ven biển. Tất cả các hoạt động của con người bị ảnh hưởng xấu bởi lốc xoáy. Những cơn bão này cũng có thể được gọi là lốc xoáy nhiệt đới, bão hoặc bão. Ưu điểm chính của những cơn bão này là gây ra lượng mưa trên đất liền, nhưng lượng mưa quá mức có thể gây ra lũ lụt trên khu vực rộng lớn đặc biệt là gần bờ biển.
Do tính chất tàn phá của các hệ thống thời tiết này, cần phải sửa đổi chúng. Việc điều chỉnh các cơn bão có thể được thực hiện bằng cách gieo các đám mây bên ngoài xung quanh mắt của cơn bão để có thể xảy ra mưa trước khi đạt đến giai đoạn trưởng thành.
Trong quá trình kết tủa, lượng nhiệt ngưng tụ khổng lồ được giải phóng. Sức nóng tiềm ẩn có xu hướng lan rộng cơn bão trên một khu vực rộng lớn để tác động của lực bạo lực có thể được giảm thiểu.
Bạc iốt được sử dụng làm tác nhân gieo hạt vì đám mây bao quanh mắt lốc xoáy chứa một lượng lớn nước siêu lạnh với nhiệt độ dưới -4 ° C. Nó dựa trên nguyên tắc áp suất hơi của các tinh thể băng nhỏ hơn áp suất hơi của các giọt nước siêu lạnh. Kết quả là, các tinh thể băng phát triển với chi phí của các giọt.
Sự ra đời của bạc iốt có thể chuyển các giọt nước siêu lạnh thành tinh thể băng. Trong quá trình này, nhiệt độ tiềm tàng của phản ứng tổng hợp được giải phóng. Nó có thể lan truyền lốc xoáy theo cách làm giảm cường độ của lực bạo lực. Việc giảm cường độ của lực bạo lực có thể làm giảm cường độ của tổn thất.
Loại # 6. Sửa đổi sương mù:
Sương mù là một hiện tượng liên quan đến độ ẩm xảy ra vào những đêm trời trong với điều kiện yên tĩnh. Sương mù xảy ra trên vùng đất ẩm do làm mát bức xạ vào ban đêm. Kết quả của việc làm mát, không khí gần bề mặt trái đất trở nên bão hòa.
Khi nhiệt độ không khí giảm đến điểm sương, không khí bão hòa bắt đầu ngưng tụ trên bề mặt hạt nhân. Những giọt nước đọng lại trong không khí. Sự tích tụ của những giọt nước này trong không khí dẫn đến sự hình thành của sương mù.
Sự hình thành sương mù được tăng tốc bởi những cơn gió nhẹ, giúp tăng cường sự mất nhiệt rõ rệt từ lớp không khí xuống mặt đất. Sương mù bức xạ vẫn có thể nhìn thấy trong vài giờ sau khi mặt trời mọc, nhưng đôi khi nó có thể tồn tại suốt cả ngày, nếu nó dày hơn bất thường. Tầm nhìn ngang có thể giảm xuống khoảng cách 1km.
Các loại sương mù khác nhau được đưa ra dưới đây:
I. Sương mù ấm (Nhiệt độ trên 0 ° C).
II. Sương mù siêu lạnh (Nhiệt độ dao động từ 0 đến -30 ° C).
III. Sương mù băng (Nhiệt độ duy trì dưới -30 ° C).
IV. Sương mù lên cao (Nó được hình thành, khi không khí ẩm buộc phải tăng lên dọc theo sườn núi).
V. Sương mù mưa ấm (Nó xảy ra khi mưa rơi qua một lớp lạnh hơn gần bề mặt và bốc hơi của những giọt mưa bão hòa lớp).
Sương mù thường xảy ra trong mùa đông khi nhiệt độ không khí giảm xuống điểm sương do làm mát bức xạ. Trong quá trình ngưng tụ, một lượng lớn hơi nước bị kết tủa. Lượng mưa của sương mù lớn hơn nhiều so với sương. Sương mù có thể được coi là những đám mây cấp thấp. Đôi khi sương mù có thể đóng góp nhiều hơn lượng mưa nhẹ.
Trong một số trường hợp, sương mù có thể đáp ứng nhu cầu nước của các loại cây trồng ở vùng ven biển. Do đó, sương mù đóng vai trò là nguồn cung cấp độ ẩm tự nhiên cho thảm thực vật tự nhiên ở các khu vực ven biển, đặc biệt là khi không có mưa.
Trong mùa đông, sương mù làm giảm tầm nhìn và tạo ra một vấn đề lớn đối với vận tải hàng không, đường biển và đường bộ. Tác hại của sương mù có thể được nhìn thấy trong giờ sáng, khi giao thông đường hàng không, đường sắt và đường bộ vẫn bị đình chỉ trong nhiều giờ.
Các chuyến bay và tàu hỏa bị trì hoãn hoặc đôi khi bị đình chỉ do sương mù dày đặc. Trong mùa đông, các rối loạn phía tây gây ra mây và mưa ở nhiều vùng phía tây bắc Ấn Độ.
Đôi khi, một sự xáo trộn về phía tây gây ra lượng mưa và di chuyển từ tây sang đông trên khắp tây bắc Ấn Độ. Đồng thời, theo sau là một sự xáo trộn khác của phương Tây gây ra mưa. Sương mù được tạo ra bởi sự xáo trộn phương tây đầu tiên được tăng cường do sương mù được tạo ra bởi sự xáo trộn thứ hai của phương Tây.
Bằng cách này, lớp sương mù dày đặc bao trùm toàn bộ phía bắc Ấn Độ liên tục trong nhiều ngày trong những tháng của tháng một và hai tháng đầu tiên của tháng hai. Sương mù tạo ra điều kiện thời tiết ẩm ướt, thuận lợi cho tỷ lệ mắc bệnh cây trồng. Tác hại của sương mù có thể được giảm thiểu bằng cách sửa đổi hoặc làm tiêu tan nó.
Tiêu tan sương mù ấm áp:
Loại sương mù này xảy ra ở nhiều nơi trên thế giới. Oke (1981) đã báo cáo các kỹ thuật sau đây để phân tán sương mù ấm áp:
Trộn cơ học:
Nó dựa trên thực tế là không khí khô hơn, sạch hơn và ấm hơn nằm trên sương mù. Trong trường hợp này, máy bay trực thăng có thể được sử dụng để tạo ra downdraft, có thể buộc không khí ấm xuống dưới và trộn với sương mù. Một khi không khí ấm đi vào sương mù, nhiệt độ sẽ tăng lên, có thể làm bay hơi các giọt nước. Nhưng phương pháp này chỉ hiệu quả đối với một khu vực nhỏ hơn, nơi có sương mù nông.
Hạt nhân hút ẩm:
Trong phương pháp này, hạt nhân hút ẩm của natri clorua và urê được đưa vào sương mù. Natri clorua và urê có ái lực mạnh với nước. Những hạt này có thể hấp thụ nước bằng cách ngưng tụ, tăng kích thước và rơi ra trong khoảng năm phút. Việc loại bỏ nước khỏi lớp 'làm khô' không khí đủ và nhiều giọt còn lại sẽ bay hơi.
Khả năng hiển thị cải thiện 10 phút sau khi gieo hạt. Kích thước của các hạt là rất quan trọng. Nếu các hạt quá lớn, chúng rơi ra nhanh chóng và do đó, ngưng tụ không xảy ra. Nếu chúng quá nhỏ, chúng vẫn bị treo và điều này có thể làm giảm tầm nhìn.
Hệ thống sưởi trực tiếp:
Nếu thêm nhiệt vào lớp sương mù, khả năng giữ nước của không khí sẽ tăng lên. Kết quả là những giọt nước bốc hơi. Động cơ phản lực được lắp đặt dọc theo hai bên đường băng của sân bay được cho là có hiệu quả, nhưng rất tốn kém để lắp đặt.
Phân tán sương mù lạnh:
Loại sương mù này có thể được xóa rất dễ dàng. Sự phân tán của sương mù lạnh dựa trên thực tế là áp suất hơi bão hòa trên bề mặt của các tinh thể băng nhỏ hơn một chút so với bề mặt nước ở cùng nhiệt độ.
Một gradient áp suất hơi được hướng từ giọt nước đến tinh thể băng. Kết quả là các giọt nước co lại do bay hơi và các tinh thể băng phát triển kích thước do sự lắng đọng hơi. Các chất phổ biến nhất được sử dụng là đá khô và propan lỏng. Đá khô được giải phóng từ một chiếc máy bay phía trên sương mù.
Loại # 7. Sửa đổi Frost:
Mục tiêu của việc kiểm soát sương giá là duy trì thảm thực vật trên nhiệt độ gây chết người. Điều này có thể được thực hiện bằng cách tăng nhiệt độ không khí nơi cây trồng phát triển. Trong mùa đông, nhiệt độ ban đêm giảm do làm mát bức xạ.
Sương giá được cho là xảy ra khi nhiệt độ mặt đất xuống dưới 0 ° C. Nhiệt độ đóng băng xảy ra, khi nhiệt độ không khí khoảng 0 ° C. Sương giá phóng xạ và sương giá tiến bộ là phổ biến trong tự nhiên.
Sương giá bức xạ xảy ra do làm mát bức xạ với bầu trời rõ ràng và gió nhẹ. Sương giá khuyến khích xảy ra ở những khu vực nơi không khí lạnh được đẩy ra từ những vùng lạnh hơn bởi những cơn gió mạnh hơn. Sương giá hay sương gió có thể xảy ra bất cứ lúc nào trong ngày hay đêm bất kể điều kiện bầu trời.
Trong một số trường hợp, sương giá tiến bộ có thể được tăng cường bởi sương giá bức xạ. Hai sương giá cũng có thể xảy ra đồng thời. Sương giá và nhiệt độ đóng băng gây thiệt hại cho các cánh đồng và cây ăn quả.
Loại # 8. Sửa đổi bay hơi :
Tổn thất bay hơi có thể được giảm thiểu bằng cách sử dụng các tấm chắn gió được gọi là vành đai trú ẩn. Thắt lưng nơi trú ẩn có thể làm giảm tốc độ gió ở phía bên leeward. Hơi nước bốc lên từ các nhà máy tích tụ trong khu vực có mái che.
Kết quả là độ ẩm tương đối tăng. Hiệu ứng kết hợp có thể làm giảm tổn thất bay hơi ở phía bên leeward. Các albedo của mặt nước cũng có thể được tăng lên để giảm sự bốc hơi.
Sương giá bức xạ có thể được phân thành hai loại:
tôi. Hoar Frost hoặc White Frost:
Trong trường hợp này, hơi nước trực tiếp biến thành các hạt băng thông qua sự thăng hoa khi không khí làm mát nhanh chóng tiếp xúc với các vật thể lạnh.
ii. Sương đen:
Trong trường hợp này, không khí không chứa đủ độ ẩm cho sự hình thành sương mù. Trong trường hợp này, thảm thực vật bị đóng băng do nhiệt độ không khí giảm.
