[发明专利]一种预活化冰核制备方法

说明书

本发明公开了一种预活化冰核制备方法，所述方法包括如下步骤：步骤A，将气溶胶样本放入冷凝器中进行油污清洗；步骤B，将冷凝器中的初始温度设置为0℃以下，逐级降低冷凝器的温度，对其中的气溶胶样本在每一级温度下进行活化，每次活化后均将冷凝器抽真空；步骤C，逐级提升冷凝器的温度至初始温度，对冷凝器中的气溶胶样本再一次在每一级温度下进行活化，每次活化后降低相对湿度使冰晶升华；步骤D，根据步骤B和步骤C中相同温度下冷凝器内形成的冰晶浓度，筛选保存经过两轮活化后冰晶数量增加的冰核样本，即经过有效预活化的冰核；本发明进一步提高了制作预活化冰晶的有效性，所制备好的预活化冰核可作为催化剂用于人工影响天气。

技术领域

本发明属于大气科学技术领域，特别是涉及一种预活化冰核制备方法。

背景技术

在混合相态云中，降水主要由冰晶的增长下落导致。然而，云内冰晶的形成通常需要有冰核的存在。所谓冰核，是指能在其表面形成冰晶的气溶胶粒子。自然界中的冰核数浓度通常很少，因此云内大量的液态水不能有效转化成冰晶从而形成降水。人工增雨雪的原理便是通过对云内播撒适当的人工冰核，使云内能产生更多的冰晶，这些冰晶粒子通过贝吉龙过程等方式增长下落，从而增加降水。

预活化冰核是指自然冰核在经过一次活化(即有冰晶在其表面形成)后，即便将其置于较干燥的空气中让其表面冰晶升华活或融化以后，它也可以在相对更高的温度下再次活化。因此，预活化冰核是一种能应用于人工增雨雪、人工防雹、人工改善空气质量等方面的催化剂，目前，常用的人工冰核为碘化银粒子，但是碘化银主要在温度低于-10℃时有效，不能有效将云内高于-10℃区域的大量液态水转化成冰晶。

发明内容

本发明提供了一种预活化冰核制备方法，可进一步提高冰核活化有效性，所制备好的预活化冰核可作为催化剂用于人工增雨雪、人工防雹、人工改善空气质量，从而为改进人工影响天气提供技术支持。

为了解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

一方面，本发明提供了一种预活化冰核制备方法，所述方法包括如下步骤：

步骤A，将气溶胶样本放入冷凝器中，对气溶胶样本进行油污清洗；

步骤B，将冷凝器中的温度设置为温度T₁，所述冷凝器温度T₁设置为0℃以下，将水汽源内的水汽压与冷凝器内相对于冰面饱和水汽压的比值设定为h₁，h₁大于1，并将水汽充入冷凝器内在气溶胶样本上形成冰晶；将冷凝器抽成真空使冰晶全部升华；逐级降低冷凝器的温度重复上述步骤B，当冷凝器中的温度降低至温度T_n时，保留温度T_n下冷凝器形成的冰晶；

步骤C，将冷凝器中的温度由温度T_n提升为温度T_n-1；将水汽源内的水汽压与冷凝器内相对于冰面饱和水汽压的比值设定为h₂，h₂小于1，将冷凝器与水汽源导通使冷凝器中的冰晶全部升华；将水汽源内的水汽压与冷凝器内相对于冰面饱和水汽压的比值设定为h₃，h₃大于1，并将水汽充入冷凝器内，并在气溶胶样本上形成冰晶；逐级提升冷凝器的温度至温度T₁重复上述步骤C；

步骤D，根据步骤B和步骤C中相同温度下冷凝器内形成的冰晶浓度，筛选保存经过有效预活化的冰核。

进一步地，对气溶胶样本进行油污清洗的方法包括：

设置冷凝器中的温度为-10℃，制备相对冰面湿度116％的水汽，将水汽输入至冷凝器中，并在气溶胶样本上形成冰晶；将冷凝器抽成真空使冰晶全部升华，完成冰核样本清洗。

进一步地，根据步骤B和步骤C中相同温度下冷凝器内形成的冰晶浓度，筛选保存经过有效预活化的冰核的方法包括：