人工增雨技術研發評估計畫(1/2) 期末報告書

簡介

為建立國內人工增雨作業之技術及提升研發能力，並將研發成果應用在國內人工增雨常態作業上，本計畫進行研發和改進種雲模式、改進空中平台之作業方式、規劃準空中平台在種雲作業上的應用、研製和測試本土種雲焰劑，以及提出成效評估之物理和化學驗證等方法。
針對空中噴灑雨胚和雲底燃放暖雲焰劑的增雨效果，分別使用Bowen理想模式和詳盡的細格模式進行評估；結果顯示雨胚粒徑若能控制在100微米附近，理論上可達到1萬倍的增雨效果，若再搭配適當環境則效果可超過10萬倍。至於以巨型凝結核進行暖雲種雲，?粒之有效尺寸在海洋型氣膠背景環境狀態下為4至8微米左右，但效果較不顯著；而在都會大陸型氣膠環境下，種雲效果較顯著，最佳粒徑範圍為則為8至10微米左右。此結果已作為發展本土暖雲焰劑之重要參考。以具有詳盡雲微物理過程之區域氣象模式所做之模擬顯示，由於環境空氣中自然冰核的數量充裕，在台灣使用冷雲種雲恐有過度種雲之虞，特別是在大氣沙塵含量高的時候；而暖雲種雲則只有在較極端的狀下才有負面效果。又由於台灣地區適合暖雲種雲條件的情況較多，故建議未來作業以暖雲種雲為主。
有關自製焰劑的研發工作，目前焰劑成分選取、原料來源取得和各組成份之間調配比例皆已有初步結論。而燃放實驗測試結果，自製焰劑離子成分和國外的ICE焰劑相近。此外，自製焰劑燃放粒子的成雲效率不亞於ICE焰劑，故未來自製焰劑應可取代現行使用之ICE焰劑。在C130空中種雲作業方面，提出了作業規劃和兩種噴灑方案。且針對AS365直升機的載具，製作氯化鈣研磨粉末，並製作一組動力噴灑粉末器，於台中現場實機進行安裝測試。至於B2N定翼機，礙於民航法規無法參與人工增雨測試。而在台東外海所進行的實驗結果顯示，高空煙火彈平台未來應可逐步應用於地面人工增雨作業。
在結果驗證方面，提出三種定性驗證方法，包括利用雙偏極化雷達參數來進行物理驗證，推估地面焰劑增雨作用的有效時間為施作後40至100分鐘，依據降水時序和空間分佈來進行降水驗證。此外並設計清水種的化學驗證法，在清水中添加食用色素作為追蹤劑，以光譜分析和進行雨水成份化學驗證，計算出每噸清水需添加600公克食用色素作為追蹤劑。至於更有公信力的定量評估方法，則需使用隨機種雲設計，這些方法可作為未來人工增雨進行作業成效評估驗證之參考。最後，對人工增雨作業提出三點建議，包括共同租用多功能飛機、評估發展火箭平台和於集水區設置遙測儀器。

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