改良型焰剂对云微物理及降雨之影响.PDF

改良型焰劑對雲微物理及降雨之影響 1 1 2 2 侯昭平 林廷彥 鄭根發 洪偉哲 1 國防大學理工學院環境與資訊工程學系 2 國防大學理工學院化學及材料工程學系 摘 要 燃燒焰劑為人工種雲方法之一，透過燃燒釋放出具有較佳吸水性的巨核粒子，成為雲內的雲凝結 核，Johnson (1982)等人認為吸水性粒子半徑大於 10 m 有利於提高雲微物理中的碰撞合併過程的效率， 達到人工增雨的目的；若粒子半徑小於10 m ，不利於雲內的碰撞合併過程，但是較多的小粒子會使雲 中凝結核數量增加，分散雲中水氣，使雲滴不易掉落，可應用為局部地區暖雲「人工消雨」的方式 ，使 目標區域，不致因降水影響規劃的戶外活動進行。現今各國普遍採用美國ICE 焰劑，但其並未公布詳細 成份，不易估算增雨成效，且價格較高，不利大面積施放。本研究置重點於焰劑改良，並以達到低成本、 粒徑小的吸水性粒子的初步研究目標，透過不同成分的調和方式，目前已可控制焰劑燃燒方式和燃燒後 顆粒多數小於 1 m 之設計目標 。 關鍵字 ：雲凝結核、人工增雨 、暖雲、人工消雨、焰劑 一、前言 學者研究，CN 的有效粒徑不是 1 微米，也不是 19 2015 年台灣面臨嚴重的旱象問題，各地區亟需 微米，而是只要大於 10 微米，粒徑大小達到GCCN 水資源，尤其以中南部地區災情更為嚴重。北台灣的 ( Giant Cloud Condensation Nuclei ) 或者 UGCCN 桃園地區，受到石門水庫蓄水量不足的影響，更是已 ( Ultra Giant Cloud Condensation Nuclei ) 的大小，都 經進入第三階段限水措施，供五停二，民眾對此苦不 能有效的提高碰撞合併效率，進一步提升降雨效率。 堪言。據報導，自2014 年 10 月開始，台灣地區的整 陳薏蘋(2008)分別利用2000 年2 月20 日層狀鋒 體總降水量有逐漸下降的趨勢，直至三月，桃園地區 面降水系統以及2003 年5 月16 號深對留強降水系統 的石門水庫已經承受不了水量短缺的影響，水庫蓄水 的兩個天氣個案，針對雲內凝結核的數量濃度作改 率跌至 24% 創下歷史新低，造成民生用水的不便 。 變，探討對於降雨的影響。在2000 年2 月20 號層狀 為此，經濟部水利署在三月開始分別多次進行利用空 降水的個案中，透過模式更改IN 冰相凝結核數量濃 軍 C-130 飛機在空中灑水以及在集水區進行燃燒焰 度後，再透過分析垂直結構上的 Qi 、Qc 、Qr 、Qs 、 劑的人工增雨作業。但是台灣僅僅只有缺水的問題 Qg 混和濃度比以及雲水、雨水厚度分析得知，發現 嗎?!其實並不然，在台灣，由於四面環海，一年四季 凝結核(冰相粒子或者雲凝結核)對於降雨並沒有太大 都有豐沛的降水量，對於水資源應該是不虞匱乏的， 的影響；而在另一個個案，2003 年5 月16 日的深對 但是在台灣地區降雨時空分布不均，以及地形的因素 留強降水系統，也是得到差不多的結果，不過由於是 影響之下，造成可用水資源相對於降水量是比較少的 強對流的天氣系統，因此更改IN 數量濃度時，冰相 情形，然而這些沒辦法將之留為己用的水有時就會造 粒子會被帶往更高的地方，在冰核粒子潛熱釋放的影 成人民的損失。每逢雨量大時，有時候會造成水災的 響下，深對流系統會愈來愈強，造成累積降雨量有少