인공강수는 각기 다른 구름층의 물리적 특성에 따라 적절한 시기를 선택하고, 비행기, 로켓으로 구름에 드라이아이스, 요오드화은, 소금가루 등의 촉매제를 뿌려 구름층을 강수하거나 강수량을 증가시켜 농경지의 가뭄을 해소하거나, 저수지 관개수나 급수 능력을 높이거나, 발전수를 늘리는 등 중국 최초의 인공강우 실험은 1958 년, 길림성은 이번 여름에 6 년 동안 만나지 못한 가뭄으로 인공강우가 성공했다. 1987 년 대흥안령 특대림 화재를 진압하는 데 인공비가 중요한 역할을 했다. < P > 기본 개요 < P > 는 구름과 강수 물리학 원리를 이용하여 구름에 촉매제 (소금가루, 드라이아이스, 요오드화은 등) 를 뿌려 구름방울이나 빙정을 어느 정도 늘리고 땅에 착륙시켜 강수를 형성하는데, 일명 인위적으로 강수를 늘리는 것이다. 촉매제를 뿌리는 방법은 비행기가 구름 속에 뿌린 고사포 또는 로켓이 요오드화은포탄을 구름 속으로 쏘아 폭발시키고 지상 연소 요오드화은화염제 등이다. 인위적으로 날씨에 가장 많이 영향을 미치는 실험이다. 구름에 인위적으로 영향을 미치는 미세한 물리적 과정은 특정 조건 하에서 자연적으로 강수할 수 없었던 구름을 자극해 강수할 수 있고, 수분공급이 많고, 종종 자연적으로 강수할 수 있는 구름을 만들어 강수 효율을 높이고 강수량을 증가시킬 수 있다. 하지만 자연적으로 강수할 수 없는 구름은 물을 적게 공급할 수 있어 인공촉매제의 경제적 가치는 제한적이다. < P > 이 단락의 원리와 방법 편집 < P > 냉운촉매 < P > 는 온도가 C 미만인 냉운강수 과정에서 얼음 결정 농도가 중요한 역할을 한다. 강수 입자 농도의 실측 자료와 이론적 추산에 따르면 얼음 결정 농도가 1/리터 이상인 경우에만 강수 효율이 높아진다. 얼음 결정 농도가 부족하고 강수 효율이 낮은 자연운의 경우 과냉각 부위에 얼음 촉매제를 뿌리면 얼음 결정 농도를 높일 수 있다. 드라이 아이스나 요오드화은 그램당 112 개 이상의 얼음 결정을 생산할 수 있으며, 수백 그램을 사용하면 수십 입방킬로미터의 구름체의 얼음 결정 농도가 1/리터에 달할 수 있다. 이 인공빙정은 버제론 과정을 통해 빠르게 성장하여 냉운강수 과정을 촉진시켜 강수량을 증가시킨다. 비교적 엄격한 실험의 통계 분석에 따르면 냉운촉매화는 강수량을 1 ~ 2% 증가시킬 수 있다. 인공 얼음 결정의 농도가 크면 형성된 눈 결정의 평균 척도가 작고 구름에서 지면으로 떨어지는 시간이 길어 공기 흐름의 작용으로 바람이 더 먼 곳으로 떨어지면서 강수 분포를 변화시킨다. 인공강우 < P > 냉운촉매 온도 조건: 인공강수 효과는 구름의 자연조건과 밀접한 관련이 있다. 냉운 촉매에 있어서, 구름 속의 온도 조건은 매우 중요하다. 전체 구름의 경우 구름 상단 온도는 일반적으로 가장 낮으며, 종종 클라우드의 자연 얼음 결정 농도를 추정하는 매개변수로 사용됩니다. 구름 꼭대기의 온도가 어느 정도 낮을 때, 구름에는 종종 대량의 얼음 결정이 형성되는데, 이때 인공 방법으로 얼음 결정을 늘리면 효과가 눈에 띄지 않는다. 반대로 구름 꼭대기 온도가 너무 높으면 요오드화은 등 촉매제의 성빙 능력이 너무 낮고 인공촉매에도 좋지 않다. 따라서 냉운 촉매법이 강수를 늘리는 데 있어서, 구름 꼭대기 온도는 너무 높거나 너무 낮아서는 안 된다. 일부 지형구름과 적운의 인공강수 실험 결과에 대한 통계 분석에 따르면 구름 상단 온도가-1 ~-25 C 일 때 인공강수 효과가 두드러지는 것으로 나타났다. 이 가장 적합한 온도 구간을 방송 구름 온도 창이라고 합니다. 강수 과정의 복잡성을 감안할 때, 서로 다른 촉매 기술을 채택할 때는 각종 클라우드에서 가장 유리한 온도 조건이나 기타 조건을 연구해야 한다. < P > 따뜻한 구름 촉매 < P > 는 온도가 C 를 넘는 따뜻한 구름에서 강수는 주로 구름이 부딪치고 과정에서 발전한다. 구름이 커질수록 부딪히고 커질수록 더 빨리 자란다. 인공강우 < P > 를 계산하면 구름 방울 반지름이 .4mm 를 넘으면 빠르게 부딪쳐 빗방울로 자랄 수 있다는 것을 알 수 있다. 큰 구름 방울의 농도가 부족한 자연 구름에서는 반경이 .4mm 보다 큰 물방울을 많이 뿌려 강수 과정을 촉진할 수 있다. 계산에 따르면, 물 한 그램당 약 수백만 개의 큰 구름 방울을 형성할 수 있으며, 1 세제곱킬로미터의 구름을 촉매하려면 몇 톤의 물이 필요하다. 클라우드에 일정 크기의 흡습성 물질 입자나 용액 방울을 뿌리면 클라우드에서 흡습하여 빠르게 큰 구름방울로 자라기 때문에 필요한 촉매제의 양은 물의 1 분의 1 도 안 된다. 방송 구름 외에도 프랑스와 소련은 지상에서 열을 가하여 인공 상승기류를 일으키는 방법을 실험해 특정 기상 조건 하에서 강수를 자극하거나 늘리려 했다. 미국의 일부 사람들은 아스팔트나 카본 블랙을 이용하여 태양 복사를 흡수하고, 국지 공기의 온도를 높이고, 구름의 발전을 촉진하여 강수를 증가시킬 것을 예상하고 있다. 중국 사람들은 폭발이 강수에 미치는 영향을 연구한 적이 있다. 이러한 인공강수 방법의 연구는 모두 아직 탐구 단계에 있다. < P > 동력촉매 < P > 는 냉운촉매를 통해 클라우드에 대량의 얼음 결정이 생기게 하고, 방출되는 잠열은 적운의 거시동력 과정을 변화시켜 강수를 증가시킨다. 그것은 6 년대 인공강수 실험 방면의 진전이다. 적운에서 상승하는 기류의 속도는 주로 구름 안팎의 온도차로 인한 부력에 의해 결정된다. 왕성하게 발전한 적운 안에는 대량의 과냉각 물방울이 존재한다. 이런 구름에서 대량의 성빙 촉매제를 뿌릴 때, 냉랭한 물방울을 얼려 잠열을 방출하고, 물기는 얼음 표면이 응고될 때도 잠열을 방출한다. 이 두 잠열은 구름의 국부 온도를 .5°C 정도 올리기에 충분할 것으로 예상되며, 이는 부력을 증가시켜 일부 적운의 상승기류 속도를 높이고, 구름체의 확장, 수명 연장을 촉진하며, 그 결과 구름체에 들어가는 수분의 총량이 증가하여 강수량이 증가할 것으로 예상된다. 동력촉매는 일반 냉운촉매에 사용되는 촉매제와 같지만, 초점과는 달리 동력촉매에 사용되는 촉매제의 양은 크게 증가해야 효과를 거둘 수 있다. 적운동력촉매는 195 년대에 초보적인 시도를 한 적이 있지만, 치밀하게 설계된 적운동력촉매 실험은 1963 년까지 시작되지 않았다. J. 심슨이 미국 플로리다에서 실시한 무작위 실험에 따르면, 촉매 후 적운의 구름 꼭대기는 평균 1.6km, 평균 강우량은 1.7 배 증가했다. 그는 촉매 후 구름의 상승량이 대기층 매듭 (대기의 정적 안정성 참조) 과 밀접한 관계가 있다고 지적했다. 다른 나라와 지역에서도 비슷한 실험을 한 적이 있지만 효과가 다르다. 지역 전체의 적운 집단에 대한 동력 촉매 무작위 실험을 실시한 결과, 예비 결과는 비가 증가하는 효과가 있음을 보여준다. < P > 이 단락의 시뮬레이션 수치 편집 < P > 는 수학적 물리 방정식 그룹으로 구름이 말라버린 토지 < P > 물 과정과 인공 촉매 과정을 설명하고 계산하여 다양한 조건에서 다양한 촉매 기술의 인공 영향 과정을 수치계산법으로 시뮬레이션하여 촉매 원리, 기술 및 효과를 연구합니다. 구름과 강수의 자연변화율이 크기 때문에 외야 실험의 연구주기가 길고 비용이 많이 들고 엄격하게 설계된 실험 (어떤 촉매 절차, 기술 등) 이 일반적으로 몇 년이 걸려야 그 효과를 평가할 수 있다. 서로 다른 촉매 기술의 효과를 비교하고 최상의 실험 설계를 선택하려면 시간이 더 오래 걸린다. 따라서 수치 시뮬레이션 방법을 사용하여 실제 실험과 이론 연구의 근거를 제공하는 것이 중요하다. 196 년대 심슨은 적운 수치 시뮬레이션을 통해 자연운의 발전 높이를 계산하고, 동력촉매로 인해 구름속의 물방울이 자연과정보다 더 높은 온도에서 동결되고 잠열을 방출하여 촉매 후의 적운 발전 높이를 계산한다고 가정했다. 실험의 실측 결과는 패턴 계산과 상당히 일치한다. 이것은 동력촉매화의 원리와 실험구름의 선택을 위한 과학적 근거를 제공한다. 전자컴퓨터가 보급됨에 따라 각국은 각종 인공강수 실험에 대해 많은 수치 시뮬레이션을 진행했다. 실제 과정을 크게 단순화하고 여러 방면의 한계를 가지고 있지만, 외야 실험과 결합하면 인공강수 효과를 평가하는 실험주기를 단축하여 인공강수 실험 연구의 중요한 부분이 될 수 있다. < P > 편집본 효과검사 < P > 는 보통 자연구름이 이미 강수되었거나 강수에 가까운 조건에서 인공강수의 방법이 작용한다. 강수의 자연변화율이 커서 수동으로 강수량을 늘리는 폭이 작기 때문에 인공강수의 효과를 평가하는 방법은 인공강우 < P > 가 매우 어려워 보인다. 인위적으로 증가된 강수량은 촉매 후의 실제 강수량과 촉매되지 않은 자연 가능한 강수량의 차이다. 실제 강수량은 측정할 수 있지만, 자연 가능한 강수량을 정확하게 평가할 수 있을지는 효과 검사의 관건이 된다. 강수의 물리 법칙에 대한 인식이 부족한 상황에서 주로 통계학에 의존하는 방법으로 자연 가능한 강수량을 평가한다. 초기 통계 검사 방법, 대부분 회귀 통계법을 사용하여 인공촉매 대상 지역 근처에서 촉매되지 않은 지역을 대비로 선택하고, 역사 자료를 사용하여 대상 지역과 대비 지역 강수량에 대한 회귀 방정식을 수립했다. (윌리엄 셰익스피어, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 계절명언) 인공강수 실험 기간 대비 구역의 강수량을 회귀방정식에 대입해 목표구역의 자연적 강수량을 구하고 목표구역의 실측 강수량과 비교하면 인공강수의 효과를 평가할 수 있다. 이 방법을 사용하면 같은 실험에 대해 서로 다른 대비구역이나 연한이 다른 역사 자료를 비교해 보면 결과가 크게 달라질 수 있기 때문에 이 방법의 신뢰성이 높지 않다. (데이비드 아셀, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 과학명언) 일반적으로 무작위 실험은 주관적인 편차를 피하고 통계적으로 믿을 만한 평가를 받을 수 있다고 생각한다. 무작위 실험은 인공강수에 적합한 실험 기회 (실험단위) 를 무작위 규칙 (예: 추첨) 에 따라 두 그룹으로 나누는 것이다. 하나는 촉매와 관측을 하고, 다른 하나는 관찰만 하지 않고 비교한다. 실험단위가 충분히 많을 때 무작위로 결정된 두 세트의 실험단위의 자연조건은 극히 작은 체계적 차이일 뿐, 두 세트의 실험실측 강수량의 체계적 차이는 인공촉매 결과로 분류할 수 있다. 촉매 효과를 판단하는 데는 성공과 실패의 가능성이 있다. 판단이 효과적이고 실질적으로 무효일 때, 종종 중요도 수준으로 이 가능성을 표현한다. 중요도 수준이 낮을수록 촉매 효과의 신뢰도가 높아진다. 인공강수 실험에서, 일반적으로 중요도 수준은 5% 미만, 즉 신뢰도는 95% 이상이다. 인공 강수의 효과는 구름과 기타 조건의 제약을 받는다. 어떤 조건에서는 상당한 양의 효과가 있을 수 있고, 다른 조건에서는 효과가 없거나 심지어 음의 효과가 나타날 수도 있다. 조건을 가리지 않고 개괄적으로 통계를 진행하면, 분석한 효과는 왕왕 눈에 띄지 않는다. 실험 단위를 어떤 지표에 따라 몇 가지 범주로 나누어 통계를 나누면 때때로 비교적 현저한 결과를 얻을 수 있다. 예를 들어, 냉운촉매 실험에서 구름탑 온도별로 분류하면 일정한 온도 구간에서 비교적 두드러진 효과가 있는 것으로 집계된다. 인공강우 < P > 인공강수 연구의 경우 강수 증가만 평가하는 것만으로는 충분하지 않으며, 전체 물리적 과정의 각 부분에 대해 정확히 이해해야 한다. 촉매제가 클라우드에서 지정된 부위가 일정한 농도에 도달했는지 여부, 얼음 결정이나 큰 방울의 농도가 눈에 띄게 증가하는지 여부 등이 있다. 이러한 거시적 및 미시적 특징량의 변화를 관찰하고 통계하면 물리적 과정에서 인공 촉매 효과를 분석할 수 있다. 이런 관측 검사는 인공 강수 효과의 물리적 검사라고 한다. 냉운 실험에서 촉매 후 얼음 결정 농도가 높아지는 것을 관찰한 결과, 냉랭한 물방울이 줄어든 것은 인공 촉매가 구름의 미세한 물리적 과정에 작용했다는 것을 보여준다. 일반적으로 인공강수의 과학실험은 통계학의 요구에 따라 예정된 설계에 따라 장시간의 실험을 엄격하게 진행해야 하며, 자연강수 과정과 인공촉매 과정에 대해 세밀한 야외 탐지와 수치 시뮬레이션을 해야 실험을 비교적 단단한 물리적 기초와 통계의 신뢰성을 가질 수 있다고 생각한다. 수자원이 국민경제에 미치는 중요성 때문에 인공강수 실험은 수자원 개발의 잠재적 수단으로 널리 중시되고 있다. 이 실험은 미국, 호주, 중국, 소련 등의 나라에서 실시한 약 8 개 국가와 지역에서 진행됐다. 1958 년 이후 중국 북부 지방에서는 비행기를 이용해 넓은 층층 구름에 드라이아이스나 요오드화은 등 성빙 촉매제를 뿌려 겨울과 봄의 강수량을 늘리려 했다. 중국 남방 각 성에서도 비행기나 고사포를 이용해 적상운에 소금가루나 요오드화은 등의 촉매제를 뿌려 여름 가뭄 시기의 강수량을 늘리기 위해 한 번 뿌렸다. 하지만 자연강수 과정과 인공촉매 과정의 많은 기본적인 문제들은 아직 잘 알려져 있지 않다. 인공강수 효과 검사에는 아직 많은 어려움이 있다. < P > 편집본단 발전과정 < P > 하늘을 향해 비를 기원하는 것은 일찍이 원고시대에 우리 선조들이 비바람을 부를 수 있는 능력을 꿈꾸고 있다. 불씨를 경작하는 초민은 적열한 햇빛 아래 무릎을 꿇고 빗물을 빌었다. 무당들은 비를 구하기 위해 수작을 부리고, 때로는 가면을 쓰고 춤을 추며, 때로는 목청을 풀고 노래를 부르기도 한다. (윌리엄 셰익스피어, 햄릿, 노래명언) 그들은 또한 종종 명중의 신령에게 소와 양, 그리고 때로는 살아 있는 사람에게 제물을 바칩니다. (윌리엄 셰익스피어, 햄릿, 믿음명언) 무당들은 갈대관으로 공중에 분수주를 불어 이런 상징적인 빗방울이 풍부한 비를 가져올 수 있기를 바란다. 아메리카의 인디언들은 울타리에 쭈글쭈글한 뱀의 시체를 걸어 비를 구하고, 동양인들은 용춤을 추고, 서양인들은 기도를 한다. 그러나 무정한 가뭄은 그들의 희망과 밭의 모종이 함께 시들게 했다. (윌리엄 셰익스피어, 햄릿, 희망명언) 나중에 비를 구하는 무늬가 끊임없이 새로워졌다. 어떤 사람은 총을 쏘고, 어떤 사람은 폭파하고, 또 어떤 사람은 화학물질을 연소하는데, 이런 화합물의 연기가 빗물을 끌어들일 수 있다고 믿는다. 이 비를 구하는 사람들 중에는 개별적인 행운아도 있는데, 우연한 우연의 일치로 그들의 마술명이 한때 떠들썩하게 되었다. (윌리엄 셰익스피어, 햄릿, 행운명언) 미국 역사에는 비를 구하는 사람이 있었는데, 기회는 교묘하게 여러 차례' 영험' 을 겪었지만, 자멸하여 거의 재난을 당해 숨졌다. (윌리엄 셰익스피어, 오셀로, 희망명언) 당시 캘리포니아 남부의 비는 51 센티미터에 달했고, 큰물이 땅을 삼키고, 인축사상자가 무수히 많았고, 손실은 수백만 달러에 달했다. 우매한 마을 사람들은 하늘을 원망하고 사람을 원망하며, 이 구우자가 주술을 행하여 큰 화를 자초했다고 고발하였다. (윌리엄 셰익스피어, 햄릿, 지혜명언) 자연강수 과정과 인공촉매 과정의 많은 기본적인 문제들이 여전히 분명하지 않기 때문에, 인공강수의 이론과 기술 방법은 아직 탐구와 실험 연구 단계에 있다. 이 실험은 미국, 호주, 구소련, 우리나라 등 국가의 실험 규모가 큰 세계 약 8 개 국가와 지역에서 진행되었다. 우리나라의 일부 가뭄이 자주 발생하는 성 () 과 구 () 는 모두 인공강우 기술의 실험연구와 보급 응용을 적극 전개하여 현재 기술이 성숙해 가뭄에 저항하는 중요한 수단이 되었다. < P > 편집본 발명 이야기 < P > 는 1948 년이 되어서야 과학적 인공강우 방법을 실제로 발견하였다. 올해, 미국 제너럴 일렉트릭 (General Electric Company) 의 과학자 빈센트 셰퍼드 (Vincent Shefford) 는 오랜 탐사 끝에 한 번의 실험에서 인공비의 관건을 우연히 찾아내 수천 년 동안 해결되지 않은 과제를 해결하여 과학사에서 좋은 이야기가 되었다. 과학기술이 발전함에 따라 사람들은 점차 비가 오는 경위를 이해하게 되었다. 물기가 바다와 호수의 수면에서 상승하여 공기의 일부가 되어 구름을 형성하면 빗물이나 눈송이가 구름에서 떨어진다. 하지만 수증기가 어떻게 빗방울로 뭉쳐졌는지는 오랫동안 잘 알려지지 않았다. (윌리엄 셰익스피어, 햄릿, 수증기명언) 나중에 존 에트킨은 물기가 먼지 등 작은 입자 주위에 축적되어 물방울이나 얼음 결정을 형성한다는 것을 증명했다. 이 미세먼지들은 매우 작아서 육안으로는 전혀 감지할 수 없지만, 이런 미세먼지가 없다면 공기 중에 충분한 물기가 있어도 빗물 한 방울을 형성할 수는 없다. 제 2 차 세계 대전 중 제너럴 일렉트릭 (General Electric Company) 은 엘빈랑그뮤얼 박사를 고용하여 비행기 날개가 구름을 통과할 때 얼는 과제를 연구했다. 젊은 셰퍼드는 바로 랑그뮤얼 박사의 조수이다. 그들은 임무를 받아들인 후 미국 북동부의 뉴햄프셔로 출발했는데, 그곳의 산봉우리는 일년 내내 눈이 쌓여 있고, 눈이 자주 내리고, 찬바람이 세차게 불고 있다. 셰퍼드와 랑그뮤어는 온종일 산속의 추운 공기 속에서 일한다. 그들은 점차 이상한 현상을 발견했다. 기온은 섭씨 도 이하이지만, 그들 주위와 발 아래 감돌고 있는 구름 속에는 얼음 결정이 형성되지 않았다는 것이다. (윌리엄 셰익스피어, 윈스턴, 기온, 기온, 기온, 기온, 기온, 기온) 이 기이한 현상은 사복의 머릿속에 깊이 남아 있다. 전쟁이 끝난 후, 셰퍼드는 추운 습한 공기를 생산할 수 있는 작은 기계를 만들었다. 뉴햄프셔 산악 구름층의 공기와 매우 비슷하다. 사복은 찬 공기에서 얼음 결정을 형성할 수 없다고 추측했다.