人工降雨的作用精選(九篇)
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第1篇：人工降雨的作用范文
1946年7月的一天，天氣異常炎熱。由于實驗裝置出了故障，裝有人工云的電冰箱里的溫度一直降不下來，朗繆爾只好臨時用固態(tài)二氧化碳（干冰）來降溫。當(dāng)他把一塊干冰放進冰箱，奇跡出現(xiàn)了：水蒸氣立即變成了許多小冰粒，在冰箱里盤旋飛舞，人工云化為霏霏飄雪。這一奇特現(xiàn)象使他明白塵埃微粒對降雨并非絕對必要，只要將溫度降到-40℃以下，水蒸氣就會變成雨而降落下來。朗繆爾高興地去找謝弗，商量怎樣把這一想法付諸現(xiàn)實。接著便出現(xiàn)了振奮人心的一幕：1946年的一天，一架飛機在云海上飛行，朗繆爾和謝弗將干冰撒播在云層里，30分鐘后，降雨開始了。
第一次真正的人工降雨獲得了成功。后來，美國通用電氣公司的本加特又對朗繆爾的人工降雨方法進行了改良，他用碘化銀微粒取代干冰，使人工降雨更加簡便易行。朗繆爾在1957年去世時，終于滿意地看到人工降雨發(fā)展成為一項規(guī)模巨大的事業(yè)。
隨著科學(xué)技術(shù)的進步，人們逐漸了解了下雨的來龍去脈。水汽從海洋和湖泊升騰成為空氣的一部分，然后形成云朵，雨水或雪片就從云中降下來。但是，水汽究竟怎樣凝聚成雨滴，長期以來始終不甚了然。后來，科學(xué)家證明，水汽是積聚在灰塵等細(xì)小微粒周圍形成水滴或冰晶的。這些微塵十分細(xì)小，肉眼根本無法覺察，如果沒有這些微塵，盡管空氣中有足夠的水汽，也不可能形成一滴雨水。
今天，耕云播雨已經(jīng)不是神話。朗繆爾等人的發(fā)明，給苦于干旱的人們帶來了福音。
第2篇：人工降雨的作用范文
[關(guān)鍵詞]：多普勒天氣雷達(dá) 氣象雷達(dá)探測系統(tǒng) 人工影響天氣
一、利用多普勒天氣雷達(dá)研發(fā)的產(chǎn)品的簡介
（一）對流性天氣預(yù)測——回波頂高度產(chǎn)品
這一產(chǎn)品是根據(jù)回波的原理進行測量的，其根據(jù)回波的強度、速度等值來計算云層中的含水量，同時利用體積掃描的方法將計算出來的三維數(shù)據(jù)進行分析，了解所測物的回波強度閥值，根據(jù)這個閥值就可以判斷出云層中對流發(fā)展的強弱情況了。一般來說每個地區(qū)的回波強度閥值都是不一樣的，這個需要經(jīng)過長期的實驗所得，但是在一般的情況下，回波強度在5dBz以內(nèi)即為正常天氣狀況，在5dBz～18dBz就有不定量的降水情況的發(fā)生，在18dBz～30dBz這一個階段就會有強對流風(fēng)暴產(chǎn)生，這個都是根據(jù)測量物的頂層數(shù)值作為依據(jù)來說明的?；夭敻叨犬a(chǎn)品還可以測量出對流的強弱，這個主要是根據(jù)回波的伸展高度有關(guān)，對流產(chǎn)生的可能性與回波頂高度是成正比的，一般來說，當(dāng)回波頂?shù)纳煺垢叨冗_(dá)到8km以上就會產(chǎn)生強對流風(fēng)暴，超過了10km就會產(chǎn)生更嚴(yán)重的天氣狀況，比如說雷暴、大風(fēng)、冰雹等等。因此這個產(chǎn)品在測量對流相關(guān)信息方面發(fā)揮了很大的作用。
（二）強對流情況下的降水形態(tài)預(yù)測——垂直累積液態(tài)含水量產(chǎn)品
顧名思義，這個產(chǎn)品就是對降水云體的垂直方向的含水量進行的測量，從而了解到在強對流天氣中這些水會以什么樣的形態(tài)出現(xiàn)，如暴雨、冰雹、暴雪等等。根據(jù)研究，當(dāng)反射回來的數(shù)據(jù)較少時則表示這個層面的垂直累積液態(tài)水含量較少，則在強對流天氣中水就以原形態(tài)出現(xiàn)，反則出現(xiàn)冰雹，垂直累積液態(tài)含水量的數(shù)值大小與強對流天氣中降水形態(tài)有著很大的關(guān)系。
二、人工降雨作業(yè)中催化劑的計算方法
（一）理論依據(jù)
人工增雨是利用在云層中播撒冰核，使得云層中的冰晶數(shù)量增多，同時在形成冰晶的過程中釋放大量的熱量，使得云層內(nèi)外的熱量不均等，從而產(chǎn)生不穩(wěn)定的狀態(tài)，這樣就會產(chǎn)生降雨的效果。這個過程中利用火箭進行彈藥的發(fā)射，主要就是因為火箭的射程比較高，這樣催化劑作用的云層就相對而言比較高，這樣在催化劑進行催化與降落的過程中所產(chǎn)生的冰晶就更多，這樣效果更佳好一些。在進行人工降雨作業(yè)中對于催化劑的播撒量計算的時候要根據(jù)作業(yè)區(qū)額體積、水含量以及催化劑的濃度（一般在300-500個/L）進行計算，而前兩項都是利用多普勒天氣雷達(dá)進行的測量，并通過多普勒天氣雷達(dá)相關(guān)產(chǎn)品進行計算的。
根據(jù)上面的多普勒雷達(dá)相關(guān)產(chǎn)品介紹可以了解到，要達(dá)到降雨的效果，回波強度在18dBz～30dBz之間即可，因此在進行催化劑量的計算的時候就可以直接利用這兩個數(shù)值作為一個閥值進行計算，這樣就可以計算出彈量的使用區(qū)間了。
（二）具體計算方法
利用多普勒雷達(dá)進行云層的觀測可以了解到一般強風(fēng)暴體部分是以紡錘體的形狀出現(xiàn)在云層的，這個是利用回波頂高度產(chǎn)品的反射率因子進行測量的。紡錘體是不同于圓柱體和圓錐體的存在，因此如果利用圓柱體的公式進行體積的計算明顯偏大，如果利用圓錐體的公式則偏小，因此通過反復(fù)的研究，以下的這個公式是最接近實體回波體體積的一個：
這里面體積V的單位為，的單位為km，表示的是所測量地區(qū)內(nèi)的由多普勒雷達(dá)測量出來的回波頂值大于閥值的面積內(nèi)的云層的平均回波高度，的單位為km？，表示的是一個區(qū)域內(nèi)在垂直方向上面的總水量在某一閥值之外的總面積，這個在不同的地區(qū)有不同的值，就以南方來說，當(dāng)垂直累積液態(tài)含水量在15kg/㎡以上，或者是等于這個值的時候，這個區(qū)域就非常容易形成對流式的降水，因此這個15kg/㎡其實就是一個閥值，在計算的時候就可以利用這個閥值進行計算，通過多普勒天氣雷達(dá)傳輸回來的數(shù)據(jù)圖像可以看到，超過這個閥值的區(qū)域內(nèi)的象素數(shù)Num的數(shù)值是多少，我們以4km×4km作為這里面這里面象素的平均底面積，則可以通過這樣的公式進行計算：
這次計算以WR-1D、wR-98這兩型火箭為計算對象，降雨催化劑原料為AgI，其每個火箭彈藥可以裝催化劑10g，這個劑量在-10℃時可以擁有1.8×個冰核，這里以M來代替每升中所擁有的冰核數(shù)，以N表示所需要的火箭彈，因此在-10℃時N的計算公式如下：
這里假設(shè)Num=3，則就等于48k㎡，取=10km，M=400個/L，則可以計算出紡錘體的體積為240km？，因此將數(shù)值全部帶入這個公式中，則得出在這個的區(qū)域內(nèi)進行人工降雨所需要的彈藥數(shù)為5.3枚，也就是說最少需要6枚彈藥進行發(fā)射，這樣才會有降雨的效果。在實際操作中，根據(jù)時間段的不同，云層內(nèi)的含水量也就不同，云層的高度也不一樣，因此在進行人工降雨的時候可以根據(jù)云層的發(fā)展來進行作業(yè)，這樣可以借助自然的力量來使冰核進入最好的撒播環(huán)境。
三、結(jié)語
本文是以人工降雨這一人工影響天氣的作業(yè)為例來說明多普勒天氣雷達(dá)在人工影響天氣中的運用的。文中通過對降水時火箭彈藥量的計算來說明多普勒天氣雷達(dá)在人工影響天氣中的應(yīng)用，雖然沒有直接說明，但是彈藥計算的很多數(shù)值都是需要通過雷達(dá)進行測量的，比如、，在作業(yè)去體積的計算時除了知道前面兩個數(shù)值外，還需利用多普勒雷達(dá)系統(tǒng)對作業(yè)去的形狀進行測量，這樣才能進行進一步的計算，所以說氣象雷達(dá)探測系統(tǒng)在人工影響天氣過程中運用的是非常廣泛的。
參考文獻(xiàn)：
[1] 張中波，仇財興，唐林.多普勒天氣雷達(dá)產(chǎn)品在人工增雨效果檢驗中的應(yīng)用[J]. 氣象科技. 2011（06）
第3篇：人工降雨的作用范文
一、激發(fā)幼兒興趣，鼓勵幼兒體驗
興趣是最好的老師 ，這是亙古不變的真理。當(dāng)孩子對某件事感興趣時，他就會非常熱衷于這件事，不斷發(fā)現(xiàn)一些問題，并嘗試解決問題。在生成活動中，最重要的就是要尋找孩子的興趣點和探究愿望。例如娃娃家孩子們真實地再現(xiàn)了成人是如何照顧他們，如何關(guān)愛他們的，他們會進行洗菜、煮菜、喂娃娃吃飯等游戲，而菜是他們隨手拿起一些廢紙自己制作的。還自己安排角色，有爺爺，奶奶，爸爸媽媽還會帶著他們?nèi)タ磻颉．?dāng)然孩子們有了“照顧別人是很累的”“我的爸爸媽媽也很累”的體驗。當(dāng)爸爸媽媽覺得還需要出去吃吃飯，于是“火鍋店”和“牛排館”也應(yīng)運而生了，小廚師們拿起卷紙圍好就變成了廚師帽，系上領(lǐng)巾，站在開放式的廚房前為客人們制作美味的菜肴，為小食客們獻(xiàn)上一份精心制作的菲力牛排；火鍋店的服務(wù)員把建構(gòu)區(qū)的小塑料棒讓顧客當(dāng)筷子，看著顧客們相約火鍋店，臨窗而坐，邊吃邊聊，無比愜意的情景，體會到了“你快樂，我也快樂”的情感。接著孩子們還要求家長也來參與到游戲中，讓孩子和爸爸媽媽爺爺奶奶一起，在為他人服務(wù)的過程中，體驗游戲的樂趣。
二、尊重幼兒差異，挖掘幼兒潛能
《幼兒園教育指導(dǎo)綱要》指出：“幼兒教育應(yīng)尊重幼兒的人格和權(quán)力，尊重幼兒的身心發(fā)展的規(guī)律和學(xué)習(xí)特點，以游戲為基本活動，保教并重，關(guān)注個別差異，促進幼兒富有個性的發(fā)展。尊重對幼兒來說意義重大。 世界上沒有完全相同的兩片葉子，世界上同樣沒有完全相同的兩個人?！焙⒆佑凶约邯毺氐膫€別發(fā)展水平，尊重孩子就要尊重孩子的個體差異，尊重孩子自己的發(fā)展水平。成成在班上各方面表現(xiàn)平平，感覺不太投入到角色中，但他卻是個很有想法的小男孩。一次美術(shù)活動中，我畫了一座房子，請孩子們根據(jù)想象添畫。有的孩子在畫小兔的家，有的孩子在房子邊上畫了很多樹，有的孩子畫了很多花。只見成成用紅筆在房子上亂畫，幾乎看不見房子了。我覺得很奇怪，也很生氣。就耐住性子問他：“成成，你在畫什么呢？”成成很緊張地說：“老師，你看，房子著火了，火大嗎？”我一下子驚呆了，欽服于他的想象力。居然有和別人不同的想法。我立刻表揚了他，還對他說：“那該怎么辦呢？”成成不緊不慢地說：“我正準(zhǔn)備畫一條河，可以去救火”。我又一次驚嘆。別人會想到澆水、報119等，可他又一次和別人不一樣。使我深深體會到要尊重孩子，尊重他們的差異性，并能利用這樣的差異去培養(yǎng)孩子的創(chuàng)造力，發(fā)展孩子的個性。能讓這種差異性最終變成一種資源，去影響其他伙伴，這樣也能順應(yīng)一位教育家所說的“兒童了解兒童的程度比成人所能了解的更為深刻”，從而促進孩子主動發(fā)展，全面發(fā)展，共同發(fā)展。
三、以幼兒為主體，滿足幼兒需要
蘇霍姆林斯基曾指出：教師要練就一雙像鷹一樣的眼睛。這雙眼睛要敏銳地察覺到幼兒隨時拋出的“球”（探究興趣和關(guān)注的事物），教師要善于傾聽孩子、懂得包容孩子、學(xué)會支持孩子。當(dāng)孩子對某一事物產(chǎn)生興趣時，他們會用不同的方式、通過不同的途徑表達(dá)自己的情感需求。教師要接納孩子的這種需求。在《歡迎徐老師回來》的生成活動中，我和孩子們深切地體會到了其中的快樂。
可想而知，在星期一這天當(dāng)徐老師看到為她制作的展板，為她而進行的歡迎儀式，有多么的激動，多么的幸福。其他老師看到展板后也紛紛來向徐老師表示祝賀，祝她恢復(fù)健康，一些家長看到后也關(guān)切地詢問徐老師。我想這不僅僅是對孩子的一次關(guān)愛別人的教育，通過這次活動輻射到周圍的人也去關(guān)心別人，又一次地讓孩子領(lǐng)悟到關(guān)愛的真諦。
充分調(diào)動幼兒的積極性，讓他們成為學(xué)習(xí)的主人，這是教學(xué)活動煥發(fā)生命力的源泉；而在教學(xué)過程中，更要注意孩子的主人翁地位，否則可能會在無形中扼殺孩子的天性，使習(xí)慣養(yǎng)成的過程變成了奴役孩子的過程。
四、因材施教，搭建建構(gòu)平臺
所謂的因材施教，也就是順應(yīng)個體的優(yōu)勢領(lǐng)域進行發(fā)展，同時盡可能提升孩子的劣勢區(qū)域。記得有一次我外出開會，“調(diào)皮鬼”天天把三樓阿姨沖走廊的管子甩到了欄桿外，開足了龍頭，他興奮地跳著：“人工降雨了，人工降雨了”。樓下園長親自跑上來：“你在做什么呀？”天天看到了園長有些生氣的臉，知道自己做錯了，一聲不吭，園長把他請到教室里，告訴了小許老師?；貋淼穆飞暇鸵呀?jīng)知道了天天干的“好事”。我到了辦公室，故作驚訝：“咦，你怎么坐這兒呢？那么你知道什么是人工降雨呢？”?！啊薄澳俏覀円黄鸹厝ゲ椴橘Y料，看看到底是怎么回事，然后告訴大家，好嗎？”
“還有，這件事你必須告訴爸爸媽媽，你覺得是我來告訴還是你來告訴？”我說。天天想了一會兒：“還是我來告訴吧！”過后我和天天媽媽通了電話，告訴了她事情的緣由，而且要媽媽一定等天天自己說。
第二天，天天一早跑來告訴我“我告訴媽媽了，媽媽也批評我了，媽媽說要我好好改正。還有爸爸和我一起查了資料，我想把圖片和資料一起給小朋友看，而且爸爸還做了一些實驗，我可以做給小朋友看，我還能講好多關(guān)于人工降雨事給小朋友聽?！惫?，一堂有關(guān)“人工降雨”的課應(yīng)運而生了。過后，孩子們都紛紛回去查資料，把人工降雨做成了一個主題活動，我不得不佩服孩子的們的能力。
第4篇：人工降雨的作用范文
關(guān)鍵詞：非飽和土壤；水分運動；數(shù)值模擬；降雨條件
中圖分類號：S127 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）22-0018-03
1 一維垂直入滲模型
2 模型驗證
2.1 試驗設(shè)計
為了驗證本文數(shù)值模擬結(jié)果，在直徑為15cm的有機玻璃柱進行人工降雨條件下土壤垂直入滲試驗。供實驗土壤采自三峽大學(xué)北校門的某工地的粉質(zhì)粘土，將其風(fēng)干過5mm的篩后按不同的初始含水量配置，靜置24小時時期水分均勻，按照設(shè)計容重每層10cm裝入到玻璃柱。以降雨強度、初始含水量和干密度3個因素，每個因素設(shè)計2組實驗，來對模型模擬的結(jié)果進行驗證，見表1。
2.2 試驗土壤的物理性質(zhì)
實驗所用的土樣來自三峽大學(xué)某建筑工地。根據(jù)土工試驗規(guī)程（SL237-1999）中土的分類標(biāo)準(zhǔn)可知實驗所用土樣屬于粉質(zhì)粘土。土樣的基本物理性質(zhì)見表2所示。
不同干密度下的土壤水分特征曲線通過顆分試驗和Arya-Paris模型，計算出土壤顆粒每一級的含水量和基質(zhì)勢，再擬合得到VG模型的參數(shù)，見表3。
3 室內(nèi)實驗與數(shù)值模擬比較
為了驗證模型的可靠性，將matlab軟件編程求解的不同試驗處理的一維降雨垂直入滲過程與試驗結(jié)果進行了對比驗證。
3.1 不同雨強下的室內(nèi)實驗與數(shù)值模擬比較
3.2 不同初始含水量下的室內(nèi)實驗與數(shù)值模擬比較
3.3 不同干密度下的室內(nèi)實驗與數(shù)值模擬比較
4 結(jié)語
本文主要研究了降雨強度、土壤的初始含水量和干密度分別對非飽和土壤一維水分運動影響規(guī)律，采用了數(shù)值模擬和實驗的方法進行了研究，本文得到以下結(jié)論：
（1）雨強較大的數(shù)值模擬結(jié)果要優(yōu)于雨強小的結(jié)果，本文的降雨入滲模型更適用于雨強較大的情形。
（2）當(dāng)降雨強度一定時，土壤的初始含水量越大，土壤的剖面含水量變化越快。也進一步說明了土壤的初始含水量會對下滲有一定的影響作用。但是土柱上表面達(dá)到飽和時刻與初始含水量無關(guān)。
（3）土壤的干密度越大，孔隙率就越小，土壤的入滲率就越小，濕潤鋒向前推進的速度越慢。
參考文獻(xiàn)
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第5篇：人工降雨的作用范文
10月14日至18日，海南遭新一輪強降雨襲擊，海口、文昌、瓊海等17個市縣再次普降大到暴雨，共有208.41萬人受災(zāi)，緊急轉(zhuǎn)移安置13.93萬人，農(nóng)作物受災(zāi)面積9.8萬公頃，倒塌房屋1416間，損壞房屋2022間，直接經(jīng)濟損失23.1億元人民幣。
10月15日8時至17日13時，海南全島平均降雨量為229.8毫米，全省18個市縣中，有9個市縣的代表性雨量站出現(xiàn)200毫米以上降水，5個市縣的代表性雨量站出現(xiàn)300毫米以上降水，屯昌縣、澄邁縣和?？谑杏炅空痉謩e錄得425.7毫米、401.7毫米和366.8毫米雨量。僅在16日13時至17日13時24小時內(nèi)，屯昌、澄邁和海口降雨量分別達(dá)到208.2毫米、176.9毫米和199.4毫米。
海南強降雨期間，海南200多個村莊受淹，海南省各級政府緊急轉(zhuǎn)移安置受洪水圍困和次生災(zāi)害威脅的10.13萬群眾。其中，?？谑斜缓樗畤Т迩f103個，轉(zhuǎn)移群眾1.56萬人，文昌市受洪水圍困或病險水庫威脅村莊44個，轉(zhuǎn)移群眾3.84萬人，定安縣受淹村莊41個，轉(zhuǎn)移群眾9114人。
此外，受持續(xù)強降雨影響，海南1100多座水庫中，約有70％存在安全隱患，全省已有29座大中型水庫水位超汛限，有536座各類水庫正在泄洪除險。
相關(guān)學(xué)科
數(shù)學(xué)：地理學(xué)科中的時區(qū)、溫度曲線、降雨量直方圖、等高線等常常會與數(shù)學(xué)學(xué)科結(jié)合出題。海南暴雨這個素材就可能以一天中氣溫變化圖象與該地區(qū)某月的降雨量隨時間變化的圖象，出于函數(shù)相關(guān)的問題。除此以外，也可能與數(shù)據(jù)、統(tǒng)計和概率等知識點聯(lián)系起來。
物理：一場大雨充分暴露出海南城市排水系統(tǒng)設(shè)計存在的漏洞。與排水系統(tǒng)相關(guān)的素材可能出現(xiàn)在物理試題中考查浮力與體積，
地理：海南位于熱帶，氣候是熱帶季風(fēng)氣候，降水特征：全年多雨，夏季降雨特別集中，這些都是初中地理中的知識點。另外，季節(jié)、溫度、氣候與洋流，都可與地理中的相關(guān)知識相聯(lián)系。
原創(chuàng)試題
數(shù)學(xué)
1.統(tǒng)計顯示，從2010年10月1日8時到16日 14時。?？诶塾嬘炅窟_(dá)1003.1毫米，這是?？?有氣象記錄以來首次月降水量突破1000毫 米。將1003.1毫米用科學(xué)計數(shù)法(四舍五入保 留兩個有效數(shù)字)表示約為(
)毫米，
A.1.003×103 B.10.03×102
C.1.3×103 D.1.0×103
2.受海南強降雨災(zāi)的影響，某省在2011年雨季 來臨之前，進行了防汛工作，某縣對長為4 800 米的河壩進行了加固。按原計劃加固600米 后，采用了一種新的加固模式，這樣一來每天 加固的長度是原來的的2倍，僅用九天就完成 任務(wù)，試求出原計劃每天修加固多少米?
3.如圖1，在海南受災(zāi)時，某救援車行駛到B處時， 瓊海市的一所學(xué)校A在救援車的北偏東60°的 方向：救援車從B處向正東方向行駛1800米 到達(dá)C處，此時學(xué)校A在救援車的正北方向， 求C處與學(xué)校A的距離(結(jié)果保留四個有效 數(shù)字)。
物理
4.2010年10月，海南省部分地區(qū)遭受特大暴雨， 共有208.41萬人受災(zāi)，緊急轉(zhuǎn)移安置13.93萬 人，農(nóng)作物受災(zāi)面積9.8萬公頃，倒塌房屋1 416間，損壞房屋2022間，直接經(jīng)濟損失1億 元人民幣。下列對海南降雨的形成過程說法不 正確的是(
)
A.降雨前空氣中含有大量水蒸氣
B.降雨的形成過程主要發(fā)生了熔化
C.雨水形成過程是放熱的
D.降雨的形成條件之一是降低溫度
5.強降雨發(fā)生以后，造成許多道路交通中斷，如 圖所示是利用鏟車清理道路上的碎石，下列關(guān) 于鏟車的說法中不正確的是(
)
A.鏟車的機械臂利用的杠桿原理
B.鏟車將碎石裝入運輸車的過程對碎石做了功
C.鏟車的履帶很寬大，目的是為了增大摩擦
D.鋒利的土鏟增大了壓強
6.海南省發(fā)生強降雨災(zāi)害后，飛機在向災(zāi) 區(qū)空投大批救災(zāi)物資。系著降落傘的食品箱在 加速下落一段距離后變?yōu)閯蛩傧侣?，食品箱?降落傘在勻速直線下落的過程中(
)
A.動能越來越大
B.機械能保持不變
C.運動狀態(tài)一直在改變
D.所受的重力和空氣阻力是一對平衡力
7.我們經(jīng)常聽天氣預(yù)報說“……向北移動的暖濕氣 流和來自××地區(qū)的冷空氣前鋒相遇，將在我 國××至××之間形成一條東西方向的降雨 帶……”請你運用所學(xué)物理知識回答下列問題：
第6篇：人工降雨的作用范文
關(guān)鍵詞：斜拉橋；拉索；風(fēng)雨激振
Abstract: from the field observation, wind tunnel test, the theoretical analysis and the CFD simulation four aspects to cable-stayed Bridges of vibration problems and the present study status of generalization and summarized, analyzed the existing research results, the research direction in the future was prospected for relevant researchers reference.
Keywords: cable-stayed bridge; The lasso; Rain excitation
中圖分類號：U448.27文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：
1.引言
斜拉橋是一種由三種基本承載構(gòu)件，即梁（橋面）、塔和兩端分別錨固在塔和梁上的拉索共同承載的結(jié)構(gòu)體系，以其結(jié)構(gòu)受力性能好、跨越能力強、結(jié)構(gòu)造型多姿多彩、抗震能力強及施工方法成熟等特點，而成為現(xiàn)代橋梁工程中發(fā)展最快、最具有競爭力的橋型之一，在橋梁工程中得到了越來越多的應(yīng)用。進入二十世紀(jì)90年代以來，隨著計算機性能的提高、正交異性橋面板制造工藝的成熟以及施工技術(shù)的進步，斜拉橋在世界范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用，其跨徑已經(jīng)進入以前懸索橋適用的特大跨徑范圍。目前，世界約建成300多座斜拉橋，作為斜拉橋建設(shè)史上里程碑的日本的多多羅大橋（主跨890米）和法國的諾曼底大橋（主跨856米）首次使斜拉橋進入特大跨度橋梁領(lǐng)域。我國斜拉橋建設(shè)起步較晚，但發(fā)展迅速，自1977年建成重慶云陽橋（主跨76米）以來，目前已建成各類斜拉橋200余座，包括上海楊浦大橋（主跨602米）、南京長江二橋（主跨628米）、南京長江三橋（主跨648米）、香港昂船洲大橋（主跨1018米）等一批大跨度橋梁；2008年6月30日，蘇通長江大橋（主跨1088米）正式通車，成為當(dāng)今世界跨徑最大斜拉橋，使斜拉橋跨度突破千米大關(guān)。
由于斜拉索質(zhì)量、剛度和阻尼都很小，隨著斜拉橋跨度的增大，拉索振動問題的影響日益顯著。在各種振動情況中，風(fēng)雨激振是拉索風(fēng)致振動中最強烈的一種，且風(fēng)雨激振的起振條件容易滿足，振幅極大，對橋梁的危害最為嚴(yán)重，因而關(guān)于斜拉橋拉索風(fēng)雨激振的研究得到了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛重視。
風(fēng)雨激振是指干燥氣候下氣動穩(wěn)定的圓形截面的拉索，在風(fēng)雨共同作用下，由于水線的出現(xiàn)，改變了拉索的截面形狀，使其在氣流中失去穩(wěn)定性，由此發(fā)生的一種大幅振動。1984年日本學(xué)者Hikami和Shiraishi首次在Meikonishi橋上詳細(xì)觀察到了拉索的風(fēng)雨激振現(xiàn)象，直徑140mm的斜拉索在14m/s風(fēng)速下振幅值達(dá)到275mm。1995年，美國的Fred Hartman橋由于斜拉索的風(fēng)雨振動導(dǎo)致斜拉索的根部索套開裂。中國的楊浦大橋尾索在風(fēng)雨共同作用下曾發(fā)生強烈振動其最大振幅超過1米，在1994年和1995年曾三次因拉索的振動而導(dǎo)致減振器脫落。洞庭湖大橋在2000年建成以來，發(fā)生多次較強烈的風(fēng)雨激振現(xiàn)象。斜拉索發(fā)生大幅振動的危害是顯而易見的，會引起拉索的疲勞，在索錨接合處產(chǎn)生疲勞裂紋，破壞索的防腐系統(tǒng)。嚴(yán)重的甚至?xí)鹄鞯氖?，而任何一根拉索一旦喪失承載能力，都會引起斜拉橋整體內(nèi)力的重新分布，導(dǎo)致斜拉橋的整體失穩(wěn)和破壞，造成嚴(yán)重的安全事故和巨大的經(jīng)濟損失。
2.研究現(xiàn)狀
2.1.現(xiàn)場實測
現(xiàn)場觀測是最早用于研究風(fēng)雨激振的手段。它可以獲得拉索風(fēng)雨激振最準(zhǔn)確的特征，為驗證風(fēng)洞試驗和理論分析研究結(jié)果的真實性、可靠性提供寶貴的資料。
日本學(xué)者Hikami等對日本名港西(MeikoNishi)大橋的實測。20世紀(jì)80年代，在日本建造名港西大橋的過程中，發(fā)現(xiàn)了比較嚴(yán)重的風(fēng)雨激振現(xiàn)象，Hikami等選取了其中24根索進行實測，對該橋進行了為期5個月的現(xiàn)場實測，并總結(jié)出了拉索風(fēng)雨激振的如下特征：拉索僅在下雨情況下才出現(xiàn)大的振幅；只有傾斜方向與風(fēng)向同向的拉索才會發(fā)生風(fēng)雨激振；拉索風(fēng)雨激振發(fā)生在一定風(fēng)速范圍內(nèi)；拉索風(fēng)雨激振的振動頻率遠(yuǎn)小于渦激振動頻率，而振幅則遠(yuǎn)大于拉索渦振的振幅；隨著拉索長度的增加，發(fā)生風(fēng)雨激振的拉索振型從低階到高階變化。風(fēng)雨激振發(fā)生時拉索振型一般為1-4階；拉索表面會形成水線，水線會隨著拉索的振動而振蕩。
Main和Jone對美國Fred Hartman橋的斜拉索風(fēng)雨激振情況進行了現(xiàn)場監(jiān)測。監(jiān)測結(jié)果表明：大部分情況是處于無降雨狀態(tài)，斜拉索振動幅值較小；少部分是在中等降雨情況下，斜拉索可能發(fā)生風(fēng)雨激振，風(fēng)速范圍在4-14.5m/s之間；同時也得出一些與其他學(xué)者不一樣的特征，在大雨情況下，極少數(shù)風(fēng)速樣本點（小于5m/s）伴隨較大的加速度響應(yīng)，不僅風(fēng)向與中等降雨情況發(fā)生很大改變，而且其風(fēng)向離散性非常大，最大差異將近180°。
Zuo等進一步對Fred Hartman橋的其中一根斜拉索的風(fēng)雨激振進行了現(xiàn)場監(jiān)測。這根拉索直徑0.194m，長度197.9m，通過現(xiàn)場觀測得到斜拉索在2-6階模態(tài)都發(fā)生了風(fēng)雨激振，其中2-4階模態(tài)的振動幅值最大，發(fā)生風(fēng)雨激振的風(fēng)速段主要集中在5-10m/s，同時也觀測到少量10-15m/s發(fā)生風(fēng)雨激振的情況。將風(fēng)速換成折算風(fēng)速之后，認(rèn)為風(fēng)雨激振是發(fā)生在高折算風(fēng)速的一種渦激振動。
陳政清等于2001年1月至2004年4月對岳陽洞庭湖大橋上進行了連續(xù)4年的風(fēng)雨激振觀測研究。監(jiān)測結(jié)果表明：拉索進入穩(wěn)定的大幅振動后，其波形猶如甩鞭狀，可以認(rèn)為至少在拉索中部一個相當(dāng)大的范圍內(nèi)每個拉索截面都有幾乎相等的振幅，拉索的這種振動形態(tài)很接近馳振的特征；降雨是拉索發(fā)生大幅風(fēng)雨激振的必要條件，在無雨的條件下，即使是風(fēng)速達(dá)到20m/s，洞庭湖大橋的拉索也幾乎不發(fā)生振動，但是風(fēng)雨激振與降雨強度卻無明顯的相關(guān)性，當(dāng)降雨幾乎停止時，由于拉索上源源不斷有雨水流下，拉索仍在大幅振動，即只要有上水線存在，風(fēng)雨激振就不會停止；在有雨條件下，起振風(fēng)速約在6m/s―8m/s之間，當(dāng)風(fēng)速超過14m/s時，就有較強烈的風(fēng)雨激振現(xiàn)象，在14m/s―20m/s范圍內(nèi)，振幅隨風(fēng)速增加而增加；靠近橋塔的4#、5#索，其傾角已達(dá)70度，也會發(fā)生明顯的風(fēng)雨激振。
通過研究國內(nèi)外專家對風(fēng)雨激振現(xiàn)場觀測的結(jié)果，得出了一些結(jié)論：(1) 與拉索振動形態(tài)的關(guān)系。進入穩(wěn)定的大幅振動后，其波形猶如甩鞭狀，拉索表面會形成振蕩的水線，表現(xiàn)為低階振型。(2) 與環(huán)境參數(shù)的關(guān)系。風(fēng)雨激振存在起振振動，只在一定風(fēng)速范圍內(nèi)發(fā)生；在無雨情況下，很少觀測到風(fēng)雨激振，而且雨量為小到中雨情況觀測到風(fēng)雨激振次數(shù)最多。(3) 與拉索本身參數(shù)的關(guān)系。風(fēng)雨激振的振幅大小與拉索的表面材料、長度、風(fēng)偏角和傾斜方向等參數(shù)有關(guān)。
2.2.風(fēng)洞試驗
按照水線的模擬方法，研究風(fēng)雨激振的風(fēng)洞試驗可分為兩種類型：人工降雨試驗和人工水線試驗。
1. 人工降雨試驗
人工降雨試驗是在風(fēng)洞內(nèi)通過人工模擬降雨，提供與實際拉索發(fā)生風(fēng)雨激振相類似的風(fēng)雨條件，對通過彈簧懸掛在固定支架上的拉索節(jié)段模型進行的一種試驗形式。
Hikami與Shiraish在日本名港西大橋發(fā)現(xiàn)風(fēng)雨激振現(xiàn)象后，隨即在風(fēng)洞試驗中重現(xiàn)了該現(xiàn)象，并在試驗的基礎(chǔ)上初步分析了拉索風(fēng)雨激振的發(fā)生機理，認(rèn)為拉索風(fēng)雨激振有兩種可能機理：一種是鄧哈托馳振機理；另一種是類似裹冰輸電線的彎扭兩自由度馳振機理。
Matsumoto等也進行了一系列的人工降雨試驗，研究了具有一定風(fēng)向角和傾角的圓柱體在有雨和無雨情況下的氣動特性，試圖解釋拉索風(fēng)雨激振的機理。
M.Gu等在同濟大學(xué)TJ-1風(fēng)洞實驗室成功地重現(xiàn)了拉索的風(fēng)雨激振現(xiàn)象，這在國內(nèi)尚屬首次。通過試驗研究了來流風(fēng)速、拉索傾角和風(fēng)向角、拉索振動頻率、結(jié)構(gòu)阻尼等對風(fēng)雨激振的影響及拉索空間姿態(tài)對上水線位置的影響，測量了拉索風(fēng)雨激振時的氣動阻尼；另外對螺旋線控制拉索風(fēng)雨激振的有效性進行了試驗研究。
2. 人工水線試驗
人工水線試驗是在風(fēng)洞內(nèi)對帶有人工水線的拉索節(jié)段模型進行的一種試驗形式。根據(jù)人工水線與拉索的連接形式和試驗的測量內(nèi)容的不同，人工水線試驗可分為：固定人工水線測振試驗、固定人工水線測力試驗、固定人工水線測壓試驗和運動人工水線測振試驗。
固定人工水線試驗可研究水線在拉索表面的位置、水線形狀和水線大小等參數(shù)對拉索風(fēng)雨激振的影響。可通過測力或表面測壓得到帶人工水線拉索的氣動力與水線位置的相互關(guān)系，為進一步的理論分析提供試驗依據(jù)。運動人工水線測振試驗可模擬水線在拉索表面的運動，更真實地模擬實際拉索發(fā)生風(fēng)雨激振時的運動現(xiàn)象，用于研究拉索振動和水線運動之間的耦合關(guān)系。
Yamaguchi對帶有小圓柱體的大八面體柱體節(jié)段進行了一系列測力試驗，試驗得到了在不同d/D比值(這里d為小圓柱的直徑，D為八面體圓柱體的平均直徑)時圓柱體的三分力系數(shù)隨風(fēng)的攻角的變化規(guī)律。雖然Yamaguchi的試驗?zāi)Ｐ团c拉索發(fā)生風(fēng)雨激振時的實際情況相差甚遠(yuǎn)，但得到的結(jié)果卻使得進一步的理論分析成為了可能。
Matsumot對帶人工上水線的圓柱體進行了測振和測壓試驗。研究了紊流度、上水線位置、風(fēng)速、風(fēng)攻角等參數(shù)對帶人工上水線圓柱體的氣動性能的影響，并測得了強迫振動時帶人工水線拉索表面的壓力分布。Matsumoto認(rèn)為紊流度的增加可減小發(fā)生拉索風(fēng)雨激振的可能性；人工上水線在某些位置可劇烈地改變拉索的氣動性能。
同濟大學(xué)是國內(nèi)外較早進行拉索人工水線試驗研究的科研機構(gòu)之一。劉慈軍等通過一系列固定人工水線測振風(fēng)洞試驗，研究了水線在拉索風(fēng)雨激振中的作用，分析了風(fēng)向角、拉索質(zhì)量、拉索振動頻率、拉索結(jié)構(gòu)阻尼及St數(shù)等參數(shù)對拉索風(fēng)雨激振的影響。彭天波在風(fēng)洞中采用測力天平測得了帶固定人工水線拉索節(jié)段模型在不同風(fēng)攻角時的氣動力，進而得到了模型的升力阻力系數(shù)隨攻角變化的曲線，并對氣動力進行了譜分析。呂強設(shè)計了大小不同的兩種形狀的人工水線，通過測力天平得到固定人工水線拉索模型的氣動力隨上水線位置的變化曲線。黃麟在固定人工水線試驗的基礎(chǔ)上設(shè)計了運動人工水線的試驗裝置，研究了水線振動與拉索運動之間的耦合關(guān)系，分析了風(fēng)速、水線平衡角和阻尼比等參數(shù)對拉索振動的影響，并在頻域上比較了固定水線模型與運動水線模型振動的區(qū)別。杜曉慶通過拉索表面測壓試驗，研究了水線位置、風(fēng)向角、下水線、水線尺寸和風(fēng)速等參數(shù)的影響，并且得到各種參數(shù)下上水線表面的風(fēng)壓分布規(guī)律，通過表面壓力的積分得到了帶固定人工水線三維拉索的氣動力和水線上的氣動力。
哈爾濱工業(yè)大學(xué)的李惠，陳文禮研究了一套實時監(jiān)測斜拉索風(fēng)雨激振時其表面水線特征的超聲波測厚系統(tǒng)，進行斜拉索風(fēng)雨激振風(fēng)洞試驗，分析不同風(fēng)速下斜拉索的上水線狀態(tài)，研究了上水線幾何特征與斜拉索風(fēng)雨激振之間的關(guān)系，揭示斜拉索風(fēng)雨激振與上水線振蕩頻率、振動幅值、平衡位置和相位之間的相關(guān)性。
通過分析不同研究者人工模擬降雨風(fēng)洞試驗的成果，可以得到一些共同點：風(fēng)雨激振風(fēng)速一般為6-18m/s，雨量一般為小到中雨，通常發(fā)生風(fēng)雨激振的斜拉索是沿風(fēng)向向下的方向，拉索直徑一般為100-200mm，下水線對風(fēng)雨激振的影響較?。恍崩黠L(fēng)雨激振主要發(fā)生在面內(nèi)，也存在一個面外分量，風(fēng)雨振動的頻率一般為0.6-3.4Hz，在斜拉索表面形成上下兩條水線，沿索表面向下流動，上水線沿斜拉索模型環(huán)向振蕩，振蕩頻率等于模型的自振頻率。
拉索風(fēng)雨激振現(xiàn)象機理非常復(fù)雜，受各種因素影響，例如：拉索傾角、來流風(fēng)速、來流方向、來流紊流度、拉索的振動頻率、拉索阻尼、降雨量、拉索線質(zhì)量等?，F(xiàn)場實測雖然能獲得拉索風(fēng)雨激振最真實的特征，但無法對各種影響因素進行參數(shù)分析。為系統(tǒng)研究風(fēng)雨激振的機理，風(fēng)洞試驗可以重現(xiàn)風(fēng)雨激振的一些基本特征，還可研究振動控制措施的有效性。
2.3.理論分析
目前關(guān)于斜拉索的風(fēng)雨激振問題形成機理大致可分為如下幾類觀點：
1. 馳振機理
日本的Hikami與Shiraishi1985年在Meiko.Nishi橋最先觀測到風(fēng)雨激振現(xiàn)象。隨后他們通過一系列的人工降雨風(fēng)洞實驗再現(xiàn)了這一現(xiàn)象。他們在實驗的基礎(chǔ)上初步分析了風(fēng)雨振的發(fā)生機理，認(rèn)為風(fēng)雨激振可能有兩種機理：一種是Den Hartog馳振機理；另一種是彎扭兩個自由度馳振機理。
2. 上水線振蕩誘發(fā)機理
H.Yamaguchi在進行帶固定人工水線拉索三分力實驗基礎(chǔ)上，最早進行了理論分析，對于Hikami提出的兩個可能的機理，Yamaguchi采用準(zhǔn)定常馳振方法進行分析，建立拉索和水線兩自由度運動方程。分析認(rèn)為單自由度Den Hartog馳振理論不能解釋風(fēng)雨振的形成機理水線是風(fēng)雨激振不可缺少的條件，當(dāng)水線的振蕩頻率接近于拉索的自振頻率時，水線與拉索之間的相互作用導(dǎo)致斜拉索產(chǎn)生負(fù)阻尼，引發(fā)斜拉索發(fā)生大幅振動，應(yīng)該把風(fēng)雨激振作為一個兩自由度馳振問題來研究，通過分析發(fā)現(xiàn)水線的形狀和位置的變化會改變拉索的氣動穩(wěn)定性。
Xu&Wang,Wang&Xu在Yamaguchi的基礎(chǔ)上提出單自由度分析模型，將氣動力升力表示成拉索豎向運動速度、水線角度和角速度的函數(shù)，將拉索速度項移至方程左邊（氣動阻尼項），右邊則剩下水線的運動項，風(fēng)雨激振變?yōu)樵谒€運動荷載下的受迫振動，但沒有考慮拉索運動對水線的振幅和頻率的影響。對于移動水線情況，由于水線與拉索以及來流之間的相互作用導(dǎo)致氣動阻尼發(fā)生交替的變化，從而引發(fā)風(fēng)雨激振。Wilde&Witkowski在Xu&Wang單自由度模型中考慮了水線振蕩幅值隨風(fēng)速的變化關(guān)系。
Peil, U.& Nahrath, N在Yamaguchi兩方程馳振模型的基礎(chǔ)上，建立一個三自由度模型，增加了斜拉索順風(fēng)向振動進行分析，假設(shè)斜拉索受到的氣動力矩全部作用到水線上，并且通過實驗研究了索結(jié)構(gòu)風(fēng)雨激振，認(rèn)為上水線的運動是導(dǎo)致風(fēng)雨振的主要原因。
Seidel等將水線看作是移動干擾，考慮斜拉索表面存在兩條水線，建立了六個耦合方程組，分別表示斜拉索和兩條水線橫風(fēng)向和順風(fēng)向運動。由于水線的存在，圓柱表面被分成不同壓強區(qū)域（亞臨界和超臨界），通過積分得到氣動升阻力系數(shù)，氣動升阻力表示成水線角度的函數(shù)。Seidel等指出當(dāng)風(fēng)速大于某個限制，流動不存在轉(zhuǎn)變，這時不會發(fā)生風(fēng)雨激振；發(fā)生風(fēng)雨激振的速度下限是由風(fēng)偏角和拉索傾斜角決定的。
3. 上水線特定位置致振機理
Masumoto對帶人工上水線的圓柱進行了測振和測壓實驗。研究了紊流度、上水線位置、風(fēng)速、風(fēng)攻角等參數(shù)對該模型的氣動性能的影響，并測得強迫振動時帶人工水線拉索表面壓力分布，提出了上水線在某些位置可劇烈改變拉索的氣動性能。
Xu&Wang,Wang&Xu認(rèn)為對于靜止水線情況，拉索大幅值振動的發(fā)生是由于水線處于某些特定位置使得拉索產(chǎn)生負(fù)的氣動阻尼造成的。
國內(nèi)，顧明和杜曉慶建立了三維拉索風(fēng)雨激振的準(zhǔn)二自由度運動方程，氣動力系數(shù)根據(jù)帶人工水線三維拉索模型試驗得到，分析了水線平衡位置和水線振幅的取值，采用數(shù)值求解方法計算了拉索風(fēng)雨激振振幅。顧明、黃麟、劉慈軍等通過人工水線風(fēng)洞測振試驗研究，得出了水線特定位置是引起索結(jié)構(gòu)大幅振動的主要因素的結(jié)論。
4. 渦激振動機理
Delong Zuo揭示了風(fēng)雨激振與高風(fēng)速下干索渦激振動之間的聯(lián)系，認(rèn)為風(fēng)雨激振的內(nèi)在機理與渦激振動的相同，與降水無關(guān)。由于風(fēng)偏角和拉索傾角的存在使得這種渦激振動不同于經(jīng)典卡門渦脫，是一種三維渦激振動。
5. 軸向流與水線間的氣液耦合現(xiàn)象引發(fā)振動機理
Masumot提出了軸向流理論，認(rèn)為拉索上部形成的水線和拉索背風(fēng)面的軸向流是拉索結(jié)構(gòu)發(fā)生振動不穩(wěn)定的重要因素，軸向渦流與上水線的氣液耦合現(xiàn)象是拉索風(fēng)雨激振的關(guān)鍵所在。
2.4.CFD數(shù)值模擬
風(fēng)工程的研究方法主要有風(fēng)洞試驗、現(xiàn)場測試、理論分析和數(shù)值模擬四種，其中數(shù)值模擬是最近30年在前三種方法的基礎(chǔ)上逐步發(fā)展起來的，下面的介紹為CFD技術(shù)在拉索風(fēng)雨激振方面的相關(guān)研究。
高仕寧選取雷諾應(yīng)力(RSM)模型，應(yīng)用CFX軟件分別對位于拉管不同位置的水線和不同尺寸的水線的情況做數(shù)值模擬，得出拉管表面壓力分布、升力系數(shù)、阻力系數(shù)的變化規(guī)律，并與前人的試驗數(shù)據(jù)進行了對比。李壽英和顧明采用CFX軟件對帶固定人工水線斜拉索的繞流進行數(shù)值模擬，選取兩種人工水線，計算了傾角為30°、風(fēng)攻角為35°時帶固定人工水線拉索的阻力系數(shù)、升力系數(shù)、表面平均壓力系數(shù)、固定人工水線上的氣動力等，并與試驗結(jié)果進行比較。Rocchi D和Zasso A 選取大渦模擬（LES）模型，使用FLUENT軟件，對固定水線位置的拉索進行了模擬，并得出一些有益的結(jié)論。陳文禮和李惠提出物理試驗與CFD數(shù)值模擬的混合子結(jié)構(gòu)方法，通過與圓柱渦激振動的流固耦合方法結(jié)果進行比較，分析了上水線對繞流場特性的影響，然后采用有限元程序ANSYS和計算流體動力學(xué)程序CFX對考慮風(fēng)速剖面的CFRP斜拉索渦激振動進行流固耦合方法的CFD數(shù)值模擬。
3.結(jié)語與展望
本文參考各類文獻(xiàn)，對斜拉橋拉索風(fēng)雨激振問題進行了系統(tǒng)總結(jié), 并對今后的設(shè)計研究提出展望?？偨Y(jié)如下:
在現(xiàn)場觀測和風(fēng)洞試驗方面，未來的研究應(yīng)更加關(guān)注水線的形成及其在風(fēng)雨激振中的作用，精確測量不同拉索運動狀態(tài)下的水線形狀和位置，為理論分析和數(shù)值模擬提供基礎(chǔ)。
在理論分析方面，雖然國內(nèi)外很多學(xué)者和專家提出了各種理論模型和數(shù)值解析方法分析風(fēng)雨激振發(fā)生機理，但是迄今為止還是沒有一種大家公認(rèn)的對斜拉索風(fēng)雨激振的發(fā)生機理能夠完全解釋清楚的模型，對設(shè)計工作也無決定性的指導(dǎo)意義，今后的研究應(yīng)側(cè)重于風(fēng)雨激振的軸向流、風(fēng)場與水線間的氣液兩相耦合現(xiàn)象以及風(fēng)場、水線與拉索間的氣液固三相耦合現(xiàn)象的研究，結(jié)合橋梁設(shè)計、監(jiān)測對風(fēng)雨激振機理進行更加深入和精細(xì)化的研究。
目前的CFD數(shù)值模擬中主要集中于繞流現(xiàn)象和渦激振動的研究，風(fēng)雨激振的數(shù)值模擬主要針對固定水線位置的分析，以下問題有待進一步解決：(1) CFD中風(fēng)雨（氣液）兩相流對水線形成過程的研究需要進一步探討；(2) CFD中風(fēng)雨條件下與斜拉索的耦合振動（氣液固三相）問題需要進一步闡述；(3) 風(fēng)雨激振的軸向流的數(shù)值模擬需要進一步實現(xiàn)；(4) CFD中考慮超長跨斜拉索下垂影響，在風(fēng)速剖面作用下的風(fēng)雨激振的現(xiàn)象需要進一步解釋。
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[4] 陳文禮. 斜拉索風(fēng)雨激振的試驗研究與數(shù)值模擬[D]. 黑龍江：哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2009.
第7篇：人工降雨的作用范文
關(guān)鍵詞 人工影響天氣；氣象防災(zāi)減災(zāi)；建議
中圖分類號 P48 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2013）08-0338-01
隨著時代的不斷進步，高新科技發(fā)展日益成熟，人們由原先的對天氣毫無辦法已經(jīng)發(fā)展到可采用高新科技影響天氣，從而滿足人們的需求。
人工影響天氣是美國于20世紀(jì)40年代末研制出現(xiàn)的，人工影響天氣是采用高科技，在一定的條件下，對空中發(fā)射干冰或者碘化銀，用于影響低空云層，以創(chuàng)造降水現(xiàn)象。人工影響天氣不僅僅是引發(fā)降雨，其還可以用來減少降雨、降雪、冰雹、滅火等，從而解決天氣帶來的問題。我國人口密集，資源需求量大，而且隨著改革開放的步伐越來越堅實，我國對外也輸送了不少物資，導(dǎo)致我國資源貧乏，森林資源嚴(yán)重匱乏，影響整個大自然的發(fā)展規(guī)律，最終導(dǎo)致氣候問題愈來愈嚴(yán)重。面對這些問題，人工影響天氣技術(shù)在我國必不可少[1]。
1 人工影響天氣在氣象防災(zāi)減災(zāi)中的作用
隨著溫室效應(yīng)的日益嚴(yán)重，世界各地區(qū)都發(fā)生了氣候異?，F(xiàn)象，中國原本除了廣東、湖南、湖北、福建、江西等地冬季冰雹較少。但是近幾年來，天氣異?，F(xiàn)象蔓延，在北方，冰雹災(zāi)害導(dǎo)致大量農(nóng)作物被毀，有時還會出現(xiàn)冰雹傷人事故，山川地區(qū)因冰雹導(dǎo)致泥石流的爆發(fā)或山體滑坡現(xiàn)象時有發(fā)生。而在南方，以往冬季冰雪少，大部分時間風(fēng)和日麗，一般情況是度冬如春，自從溫室效益加劇，導(dǎo)致冰雪災(zāi)害嚴(yán)重，南方因供暖設(shè)施不如北方，導(dǎo)致南方不但出現(xiàn)農(nóng)作物損毀現(xiàn)象，更嚴(yán)重的甚至還出現(xiàn)凍死人的新聞事件?？梢姎夂驗?zāi)害時時刻刻影響著人們的生活甚至生命，而人工影響天氣可在防災(zāi)減災(zāi)中發(fā)揮作用。
氣候問題不光只有冰雪天氣和冰雹災(zāi)害，還有干旱森林火災(zāi)。干旱和火災(zāi)都是很常見的問題，而其出現(xiàn)的時間比冰雪天氣更頻繁，這是因為地球含有的二氧化碳濃度高，形成一個巨大的隔膜，每當(dāng)?shù)酱禾旎蛘咔锾欤柟庹丈湎?，地面產(chǎn)生熱量，但是熱量排放不出隔膜，導(dǎo)致熱量積存在隔膜中，形成越來越熱的氣候，所以春天與秋天才會像夏天一樣酷熱。因此，在夏秋時節(jié)就容易導(dǎo)致多數(shù)地方出現(xiàn)干旱，這時候需要進行人工降雨，以緩解干旱，并撲滅火災(zāi)。
2 人工影響天氣容易存在的問題
2.1 技術(shù)尚不成熟
任何新事物在人們未完全了解的情況下，容易出現(xiàn)各種缺點，人工影響天氣也不例外。人工影響天氣在我國雖然廣泛運用，但是技術(shù)上并未成熟，因此，面對這種技術(shù)，要與時俱進，不斷創(chuàng)新，以彌補其不足。
2.2 研究成本較高
人工影響天氣一般采用的方式是飛機播撒碘化銀和干冰或者采用大炮將干冰和碘化銀發(fā)射到低空云層中，以引導(dǎo)降雨，研究成本較高，這使得經(jīng)濟較落后的地區(qū)望塵莫及。因此，科研人員在研究這項技術(shù)時應(yīng)盡量降低成本，以降低購買資金，讓經(jīng)濟較落后的地區(qū)也能使用上該技術(shù)[2-3]。
3 人工影響天氣發(fā)展對策
3.1 及時防災(zāi)減災(zāi)
很多政府都是在災(zāi)害發(fā)生后才會想到采用技術(shù)解決，如干旱嚴(yán)重才進行降雨，森林火災(zāi)發(fā)生才采用降雨滅火等，這樣雖然可以減少災(zāi)害帶來的損失，但是并未從根本上解決問題。應(yīng)當(dāng)加強利用衛(wèi)星技術(shù)，及時發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，將氣象災(zāi)害扼殺在搖籃里，把災(zāi)害造成的損失降到最低[4-5]。
3.2 降低科技費用
該技術(shù)研究成本較高，使得經(jīng)濟較落后地區(qū)望塵莫及。所以要加強科技研究，降低科技費用，力求研制出經(jīng)濟投入小、效益更高的產(chǎn)品。
3.3 圈出重災(zāi)區(qū)，加強防護管理
我國土地遼闊，氣候多樣，因此，要對重災(zāi)區(qū)進行劃分，加強對重災(zāi)區(qū)的管理和對當(dāng)?shù)孛癖姷臑?zāi)害教育，做好預(yù)防工作。這樣既可以把人力資源發(fā)揮到極致，也可以把重災(zāi)區(qū)的災(zāi)害降到最低。
4 結(jié)語
綜上所述，因為地區(qū)的差異性導(dǎo)致各地氣象災(zāi)害存在差異，因此，應(yīng)對癥下藥，面對不同的問題采用不同的解決方法。目前人工影響天氣是一種行之有效的方法，我國技術(shù)人員應(yīng)加強研究，務(wù)必把這種高新技術(shù)廣泛推廣利用，不但要求用于解決災(zāi)害，還要用于預(yù)防災(zāi)害、減少災(zāi)害發(fā)生。
5 參考文獻(xiàn)
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第8篇：人工降雨的作用范文
[關(guān)鍵詞]延安市；水土流失；監(jiān)測
中圖分類號：TD353.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）20-0041-02
水土保持監(jiān)測預(yù)報作為水土保持生態(tài)建設(shè)一項重要的基礎(chǔ)性工作和“四大任務(wù)”之一，愈來愈受到各級的高度重視和社會的廣泛關(guān)注。自1991年水土保持法頒布，特別是近些年來，全市水土保持監(jiān)測工作，按照中央確立的新的治水思路，圍繞水土保持生態(tài)建設(shè)中心工作，求真務(wù)實、改革創(chuàng)新，突出重點、全面推進，取得了明顯成效，有了長足的發(fā)展。
隨著知識經(jīng)濟的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的日新月異，水土保持工作內(nèi)涵的變化，對水土保持管理工作要求越來越高，水土保持監(jiān)測工作已顯得尤為重要，應(yīng)該引起高度重視。
1監(jiān)測工作的必要性
1.1 監(jiān)測工作是水土保持工作的重要內(nèi)容之一
對于水土保持工作來講，監(jiān)測工作還是一項新興的事業(yè)，同時也是一項非常重要的工作。特別是在當(dāng)今這個知識經(jīng)濟的新時代，科學(xué)技術(shù)口新月異，水土保持工作內(nèi)涵也不斷更新與完善。其涉及領(lǐng)域已經(jīng)從農(nóng)業(yè)、農(nóng)村、農(nóng)地，逐步向非農(nóng)領(lǐng)域、城市、礦山等一切產(chǎn)生水土流失的區(qū)域擴展：其內(nèi)容也從預(yù)防監(jiān)督、治理開發(fā)擴大到監(jiān)測預(yù)報、行政管理和科研教育等整個水土保持工作中。其中監(jiān)測工作好比水土保持工作的先行官和監(jiān)視器，水土流失面積、分布、流失程度、危害、發(fā)展趨勢，以及水土流失防治和效益狀況等都要靠監(jiān)測手段來完成。因此，加強新時期水土保持監(jiān)測工作是十分必要和緊迫的。
1.2 監(jiān)測工作是水土保持法律法規(guī)所賦予的重要職責(zé)
《中華人民共和國水土保持法》要求“水行政主管部門，要建立水土保持監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。對水土流失動態(tài)進行監(jiān)測預(yù)報，并予以公告”，《水土保持條例》和《水土保持監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)管理辦法》對監(jiān)測、公告的主要內(nèi)容、監(jiān)測機構(gòu)的職責(zé)等也有明確規(guī)定。因此，監(jiān)測工作是各級水土保持部門的重要職責(zé)，必須盡快建立完善監(jiān)測機構(gòu)，做到依法監(jiān)測。
1.3 監(jiān)測工作是水土保持預(yù)防、監(jiān)督、治理等宏觀決策的基礎(chǔ)
水土流失防治、規(guī)劃的制訂、執(zhí)法部門的監(jiān)督和依法行政、綜合防治措施的總體布局和實施水土保持宏觀決策，均需要及時、準(zhǔn)確和翔實全面的監(jiān)測數(shù)據(jù)作為依據(jù)。如果缺少監(jiān)測工作提供的監(jiān)測信息，就難以掌握水土流失狀況、變化規(guī)律及發(fā)展趨勢，水土流失的防治工作就會存在盲目性，“數(shù)字化水?！本碗y以實現(xiàn)。
2 延安市水土保持監(jiān)測工作狀況
延安市的水土保持監(jiān)測工作還剛剛起步。近年來結(jié)合水土流失治理工作，全市少數(shù)縣根據(jù)不同需求結(jié)合現(xiàn)有水土保持生態(tài)建設(shè)項日相繼建立了一些水土保持示范基地、徑流小區(qū)、徑流場等，亦獲得了一定的觀測資料，為進行土壤侵蝕規(guī)律、水土保持效益的分析研究，提供了大量的科學(xué)數(shù)據(jù)，取得了一定的成果。
土壤侵蝕規(guī)律研究。以向陽溝小區(qū)試驗場等觀測小區(qū)，以及我市16Ol座中型淤地壩泥沙淤積調(diào)查資料為基礎(chǔ)，結(jié)合利用人工降雨在全市林地和坡耕地進行了人工降雨試驗，獲得了土壤侵蝕與降雨、坡度、植被等因子的相關(guān)關(guān)系，建立了一批單因子和多因子的數(shù)學(xué)模型，為全市土壤侵蝕量的計算，提供了一套較為科學(xué)的方法。
水土保持基礎(chǔ)效益研究。分別利用了延河、洛河、南川河等河流的徑流泥沙資料和上游水土保持狀況，完成了諸河流泥沙動態(tài)變化研究，對上游水土保持治理成果進行了專門的分析評價。
3 應(yīng)用計算機技術(shù)對全市重點水土流失區(qū)土壤侵蝕現(xiàn)狀進行調(diào)查
從1986年到20O1年，結(jié)合全國土壤侵蝕調(diào)查，我市已進行了3次大范圍土壤侵蝕調(diào)查。利用新版萬分之一地形圖解譯方法從目視解譯到以地理信息軟件（ARC/INF0）為背景平臺，采用人機交互判讀，其成果一次比一次更科學(xué)。初步應(yīng)用3s技術(shù)，初步建立了全市一個小流域的圖形數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫模型。為提高水土保持工作管理水平，搞好水土保持監(jiān)測工作奠定了良好的基礎(chǔ)。
但也應(yīng)該看到，與其他監(jiān)測先進省市相比還有‘定差距。在機構(gòu)建設(shè)上，雖然延安市監(jiān)測分站成立較早，但人員配備和軟硬件環(huán)境建設(shè)，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)新時期監(jiān)測工作的要求。全市在8O年代建立的一批水土保持觀測站點，規(guī)模都比較小，而且由于資金有限，大多數(shù)的站點已不能正常工作。幾乎所有站點的觀測工作相繼停止，很難保證監(jiān)測資料的連續(xù)性。因此，為完善全市監(jiān)測技術(shù)體系，實現(xiàn)精確定量、定位監(jiān)測，必須加快全市各級水土保持監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的步伐。
4 監(jiān)測工作總體設(shè)想
4.1 搞好監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)
宏觀決策是通過數(shù)據(jù)來實現(xiàn)的，而數(shù)據(jù)是通過監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)獲得的。監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)要以市監(jiān)測分站為核心，根據(jù)不同區(qū)域、流域、水土流失類型、河流、水庫、國家重點治理區(qū)和大型開發(fā)建設(shè)項目區(qū)、泥石流和風(fēng)沙區(qū)等，分別設(shè)立區(qū)域監(jiān)測站、流域監(jiān)測站、類型區(qū)監(jiān)測站、河流監(jiān)測站、水庫上游監(jiān)測站、重點項目監(jiān)測站、特殊區(qū)域監(jiān)測站。按照“全國水土保持監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)可研報告”和“全市水土保持監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)實施方案“全市“十一五”期間計劃建設(shè)完善1個市監(jiān)測分站，l2個監(jiān)測站，2O一3O個固定和臨時監(jiān)測點，構(gòu)成全市監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，納入國家水土保持監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。
4 2 信息處理系統(tǒng)建設(shè)
該系統(tǒng)應(yīng)是水土保持智能決策系統(tǒng) 其建設(shè)的主要內(nèi)容應(yīng)該是圍繞水土保持監(jiān)督執(zhí)法、治理開發(fā)、監(jiān)測預(yù)報、科研、行政管理等工作所需要的社會經(jīng)濟、水文氣象、地理信息、水土流失和水土保持等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息。各類數(shù)據(jù)可形成獨立的子數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，并通過相關(guān)程序進行鏈接，利用計算機網(wǎng)絡(luò)進行信息傳遞和交流。信息處理系統(tǒng)應(yīng)具有監(jiān)測信息的讀寫、錄入、接收、統(tǒng)計、計算、分析和傳遞、反饋、檢索等功能。通過對比分析，反映出的水土流失動態(tài)變化和水土保持成果，將作為制定政策、公告的依據(jù)。
4 3 圍繞重點項目開展監(jiān)測工作
市縣各級監(jiān)測機構(gòu)要緊緊圍繞轄區(qū)內(nèi)重點項目，開展監(jiān)測工作。市監(jiān)測分站主要是對全市水土流失及水土保持進行宏觀監(jiān)控，分析歸類，建立完善全市水土保持信息數(shù)據(jù)庫。其監(jiān)測重點區(qū)域及項目為：（1）市屬大型水庫，以及延河、洛河、清澗河、無定河及其主要支流，泥沙變化、徑流、水質(zhì)富營養(yǎng)化演變及其上游水土保持情況監(jiān)測。（2）國家重點治理區(qū)延河、洛河流域治理成果、泥沙、徑流、河床演變及效益的監(jiān)測。（3）風(fēng)蝕區(qū)監(jiān)測。以安塞縣、子長縣、志丹縣、吳起縣的北部邊界，逐步向南推進，監(jiān)測土壤質(zhì)地、肥力和水份的變化，分析風(fēng)蝕沙化區(qū)的發(fā)展動態(tài)：監(jiān)視大氣粉塵及沙塵天氣動態(tài)。（4）泥石流易發(fā)區(qū)監(jiān)測。重點是延安市區(qū)的寶塔山、鳳凰山、清涼山。主要監(jiān)測泥石流產(chǎn)生機理、發(fā)生頻率、形式、規(guī)模、危害，以及防治措施研究。（5）全市開發(fā)建設(shè)項目宏觀監(jiān)測。全市在建開發(fā)建設(shè)項目（相對人）基本情況、建設(shè)內(nèi)容、項目分類、占地面積、破壞面積、棄土棄渣、規(guī)模屬性、位置、流失情況，以及恢復(fù)治理情況等長期宏觀監(jiān)測。（6）大型開發(fā)建設(shè)項目重點監(jiān)測。對短期大型開發(fā)建設(shè)項目，諸如高速公路、鐵路和水利大型開發(fā)建設(shè)，要重點監(jiān)測其破壞及恢復(fù)治理情況。
4.4 監(jiān)測技術(shù)方法探討
針對監(jiān)測內(nèi)容和目的的不同，采取不同的監(jiān)測方法。最重要的方法是以3s技術(shù)為基礎(chǔ)，以衛(wèi)星遙總影像作為基本數(shù)據(jù)源，結(jié)合GP8定位觀測，建立以GIS為操作平臺的土壤侵蝕及其影響因子地理信息數(shù)據(jù)庫，宏觀掌握大、中流域的水土流失和水土保持狀況？：以不同類型區(qū)的小流域作為定位監(jiān)測小區(qū)，結(jié)合人工降雨野外測試，采用大比例尺新版地形圖、數(shù)字地形圖作為背景值，通過不同時段的遙感信息、對比小區(qū)或人工降雨野外測驗信息對比，分析小流域水土流失的動態(tài)變化：在不同侵蝕類型區(qū)內(nèi)選擇有代表性的已治理的小流域作為定位監(jiān)測小區(qū)，結(jié)合人工降雨野外測試、水文站點資料、社會調(diào)查、產(chǎn)品產(chǎn)量測試等，進行水土保持各項措施的基礎(chǔ)效益、經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)效益監(jiān)測。
4 5 監(jiān)測成果公告
監(jiān)測成果公告是監(jiān)測工作的重要環(huán)節(jié)。每5年公告一次全市市、縣和區(qū)域的水土流失及其治理狀況和發(fā)展動態(tài)：每年全市水土流失防治狀況及相關(guān)監(jiān)測信息：根據(jù)需要，對主要河流、水庫上游、重點地區(qū)和重點工程項目的監(jiān)測結(jié)果進行不定期公告，可以使社會各界，特別是各級政府及時掌握轄區(qū)的水土流失分布狀況和流失程度，水土流失造成的危害及其發(fā)展趨勢，水土流失防治情況及其效果，以引起對水土保持生態(tài)環(huán)境的關(guān)注。
5 監(jiān)測工作存在的問題
我市水土保持監(jiān)測工作自延安市水土保持監(jiān)測分站成立以來開展了一系列的工作，近年來有了一定的發(fā)展，但與上級的要求仍存在著一定的差距。首先，經(jīng)費投入遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足。雖然我市成立了監(jiān)測機構(gòu)，但是并沒有建立起穩(wěn)定的投入機制。分站的運行經(jīng)費和管理經(jīng)費明顯不足。投入機制不健全。工作經(jīng)費的不足限制了我市水土保持監(jiān)測機構(gòu)的建設(shè)以及水土保持監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，更未形成一套成熟的管理體系。而靠單位自籌經(jīng)費來開展水土保持監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)也是相當(dāng)困難的。
其次，監(jiān)測技術(shù)水平落后，監(jiān)測項目單一。我市承擔(dān)了一系列的水土保持監(jiān)測項目，但是開展起來還存在著不足之處，主要表現(xiàn)在操作技術(shù)人員雖然進行過水土保持專業(yè)培訓(xùn)，但是缺乏實踐經(jīng)驗：項目實施過程中監(jiān)測技術(shù)落后，監(jiān)測方法單一，監(jiān)測內(nèi)容僅僅限于水土流失量、植被覆蓋度等一些影響開發(fā)建設(shè)項目的水土流失因子。
6 未來展望
隨著全國監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的建成和完善，西部開發(fā)的推進，地球信息技術(shù)的進步，我國水土保持監(jiān)測的地位與作用日益凸顯， 理論研究也將迅速發(fā)展。和土地覆被監(jiān)測一樣，在今后較長一個時期內(nèi)遙感手段將仍然是水土保持宏觀監(jiān)測的主要數(shù)據(jù)資料來源。GIS技術(shù)作為地球信息科技的核心將發(fā)揮更大作用。目前美、歐、日、印和我國都在制定新的對地觀測計劃，其它國家和一些商業(yè)公司的小衛(wèi)星計劃將提供米級分辨率的數(shù)字圖像。作為本世紀(jì)的前沿遙感技術(shù)， 高光譜遙感迅速走向?qū)嵱没?。這些都將為水土保持監(jiān)測提供更詳盡可靠的基礎(chǔ)信息。3S集成的發(fā)展， 將繼續(xù)提高數(shù)據(jù)采集、信息提取、制圖等方面的智能程度和工作效率， 減少人工處理量 。
針對不同區(qū)域的自然環(huán)境和土壤侵蝕特點， 全市開展區(qū)域水土流失監(jiān)測評價和分析預(yù)報是最近的未來之重要任務(wù)。為使評價和分析結(jié)果與水土流失的實際生態(tài)影響更加接近，筆者認(rèn)為無論監(jiān)測內(nèi)容的指標(biāo)體系還是水土流失評價的指標(biāo)體系，都可以各大自然地理區(qū)域分別擬定，但評價的綜合標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該一致。我市地域差異甚大，經(jīng)濟基礎(chǔ)薄弱，生態(tài)脆弱，當(dāng)前的開發(fā)建設(shè)更需要水土保持監(jiān)測研究深入探討合理的監(jiān)測管理組織方式、科學(xué)快速的監(jiān)測手段， 開展大區(qū)域水土流失分析預(yù)測。我市有必要對流域治理、退耕還林還草等水土保持生態(tài)建設(shè)項目實行動態(tài)監(jiān)測評價。南部林區(qū)雖然水土流失面積小， 但經(jīng)濟發(fā)展相對落后， 土地利用強度不大， 但也應(yīng)更加強調(diào)對常態(tài)水土流失發(fā)生的面源污染動態(tài)和工程建設(shè)項目的水土流失危害， 以及具有區(qū)域特點的土壤侵蝕的監(jiān)測， 為水土流失危害和隱患評價預(yù)測提供支持。
網(wǎng)絡(luò)化是水土保持監(jiān)測的最重要發(fā)展方向之一。在全市水土保持監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)快速建設(shè)的今天，網(wǎng)絡(luò)化則顯得更為迫切，資料、圖形圖象數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)共享、傳輸需求將越來越重要。今天的網(wǎng)絡(luò)化工作可以依托現(xiàn)有的INTERNET，在網(wǎng)上實現(xiàn)各級各類水土保持機構(gòu)和社會團體、公眾對水土保持監(jiān)測資料不同程度的共享，以加強水土保持研究、管理及與相應(yīng)部門、社會的聯(lián)系交流、協(xié)作：降低管理工作中信息傳遞的成本、提高傳輸速度與質(zhì)量。網(wǎng)絡(luò)化是實現(xiàn)微觀層次實時監(jiān)測的重要基礎(chǔ)，對宏觀監(jiān)測，網(wǎng)絡(luò)化是未來管理海量數(shù)據(jù)更為必要的要求。不過目前獲取大面積水土流失數(shù)據(jù)信息尚有許多技術(shù)上的限制， 如傳輸速度、數(shù)字壓縮技術(shù)等。目前GIS發(fā)展到組件式GIS， 開放程度日益提高，基于INTERNET的WebGIS和其它分布式GIS逐漸成熟，第二代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也在快速發(fā)展，這些都可望為網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)測的實現(xiàn)提供有力支持。
參考文獻(xiàn)
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第9篇：人工降雨的作用范文
一、 有計劃的補充演示實驗，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣和創(chuàng)新意識。
九年級學(xué)生是初次接觸化學(xué)科，對于這一未知領(lǐng)域，學(xué)生充滿著強烈的好奇心和求知欲，在化學(xué)教學(xué)中往往需要補充一些趣味性比較強的化學(xué)實驗，這樣可以使教學(xué)達(dá)到事半功倍的效果；又能進一步提高學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。如：講《緒言》教學(xué)中，我除了做好教材中的幾個演示實驗外，還補充了幾個趣味實驗，如：“磨棒點燈”、“燒不壞的手帕”、“鐵樹開花”等。這樣使學(xué)生感覺到化學(xué)是一門其樂無窮的學(xué)科，又培養(yǎng)了他們學(xué)習(xí)的興趣。又如：講到“金屬活動順序表中，排在前面的金屬能把排在后面的金屬從它的鹽溶液中置換出來”時，我們可以讓學(xué)生探討是不是所有的金屬都可以直接把排在其后的金屬從它的鹽溶液中置換出來，這時我們可以用金屬鈉和某些鹽（如CuSO4溶液）反應(yīng)，通過實驗可以看到的現(xiàn)象是有藍(lán)色沉淀生成，同時有無色氣體放出。并不是我們事先猜想的有紅色固體銅析出。通過引導(dǎo)學(xué)生分析：這是因為鈉的金屬活動性很強，以至能和水反應(yīng)生成了氫氧化鈉和氫氣（2Na +2H2O = 2NaOH+H2），而氫氧化鈉溶液再和硫酸銅溶液反應(yīng)生成了我們看到的藍(lán)色氫氧化銅沉淀（2NaOH+CuSO4=Cu（OH）2+Na2SO4）。
經(jīng)常使用這種探究性實驗，就會引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會探索一些未知領(lǐng)域，激發(fā)興趣、擴寬知識面、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神。
二、利用生活常識，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，進入探究情境。
問題是探究的起點，也是探究的歸宿，探究的成效如何取決于問題的設(shè)計。課堂中的提問對培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和觀察能力是很有好處的，但在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，由于農(nóng)村中學(xué)的學(xué)生起點低，學(xué)習(xí)興趣不高，一但老師提出問題，大多數(shù)學(xué)生低下頭，沒有思考很怕老師叫到自己，甚至有些同學(xué)裝作睡覺，這時我們只有自問自答，課堂氣氛不活躍。針對這種情況，我發(fā)現(xiàn)利用生活常識設(shè)計啟發(fā)性問題，能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使其注意力集中，產(chǎn)生求知的欲望。例如：學(xué)習(xí)CO2的性質(zhì)時，我提出如下問題：（1）、根據(jù)近年來天氣越來越熱，為什么？有沒有解決的方法？（2）、這幾年來廣東很多地方出現(xiàn)旱情，很多地方都進行了人工降雨，人工降雨是有人在天空中撒水嗎？由于這兩個探究性的問題貼近學(xué)生生活實際，從而引起了學(xué)生激烈的討論，使學(xué)生產(chǎn)生了探究的興趣，啟發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的思維。然后我再進行演示實驗，使學(xué)生了解到原來是人們生活、生產(chǎn)中燃料燃燒產(chǎn)生大量的CO2氣體，地球上CO2氣體越來越多氣溫不斷上升，而產(chǎn)生了“溫室效應(yīng)”，隨之有效的解決方法也就可探究而知了。然后再進一步歸納人工降雨的原理，這樣學(xué)生便會有恍然大悟之感，教學(xué)效果顯著，課堂氣氛也很活躍，大大提高了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，隨之學(xué)生探究思維的主動性、積極性也被調(diào)動起來。
三、創(chuàng)設(shè)問題情境，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。
在教學(xué)中，我們農(nóng)村教師要善于創(chuàng)設(shè)問題情境，激發(fā)學(xué)生積極地去思考問題，使學(xué)生具有足夠的再創(chuàng)造空間，特別是在課堂上創(chuàng)設(shè)各種情境更有利于營造自然、和諧、輕松的愉快的課堂氣氛。
例如：在講解CO還原Fe2O3的實驗中，我先要求學(xué)生點燃CO時要檢驗其純度，這時有很多學(xué)生問為什么？針對這個問題我沒有立即回答，而是又提出一個新的問題，同學(xué)們在家里都燒過開水，有時不小心水開時會溢出來，水灑在通紅的煤火上，火不但沒有熄滅，反而“呼”地一聲躥出很同的火苗來，這是為什么？我看到很多學(xué)生都在思考，因為這個問題是學(xué)生在實際生活中遇到過的，并且他們知道水是能滅火的，為什么到了這里又不行呢？看著他們疑惑的眼光，我進行解釋，原來是水和熾熱的碳發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成CO和H2，CO和H2都具有可燃性，因此在燃燒過程中會躥出很高的火苗來，如果是在有限的空間里就會發(fā)生爆炸，特別是CO和H2混有空氣后點燃更容易爆炸，聽到這里很多同學(xué)都知道為何要檢驗其純度了。通過生活中的問題情境，能充分調(diào)動學(xué)生的積極性、主動性、啟發(fā)學(xué)生思維，使學(xué)生在思考中提高認(rèn)識，掌握新知識，解釋日常生活中的現(xiàn)象，得到了樂趣，增強學(xué)習(xí)信心，又培養(yǎng)了他們善于思考能力。
四、充分結(jié)合當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)資源優(yōu)勢，培養(yǎng)學(xué)生的實踐和分析能力。
