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第1章 绪论 1

1.1大气物理与人工影响天气 1

1.1.1大气物理概述 1

1.1.2人工影响天气 1

1.2我国人工影响天气概况 3

1.2.1发展概述 3

1.2.2我国人工影响天气业务现状 17

1.3人工影响天气技术新进展 18

1.3.1冷云播撒技术进展 18

1.3.2暖云播撒技术进展 20

1.3.3一些国家的人工影响天气新计划 20

第2章 大气物理基础 21

2.1地球大气 21

2.1.1大气成分 21

2.1.2大气基本物理属性 35

2.1.3大气垂直结构 40

2.1.4空气状态方程 46

2.2大气静力学 47

2.2.1大气静力学方程和压高公式 48

2.2.2模式大气 50

2.2.3大气位势高度 52

2.2.4标准大气 54

2.2.5气压的时空分布 58

2.3大气热力学 62

2.3.1热力学基本定律 62

2.3.2未饱和空气的绝热变化 71

2.3.3饱和空气的绝热变化 74

2.3.4绝热混合过程 77

2.3.5等压过程 79

2.3.6热力学图解 82

2.3.7大气静力稳定度 87

2.4大气辐射 98

2.4.1辐射的基本知识 98

2.4.2黑体辐射 102

2.4.3大气介质与辐射的相互作用 107

2.4.4辐射传输基础 114

2.4.5地气系统辐射平衡 127

2.5大气的运动 133

2.5.1大气运动的描述 133

2.5.2大气运动的基本控制方程组 138

2.5.3尺度分析与大气中的基本运动 143

2.5.4涡度方程 156

第3章 云和降水物理学 163

3.1云的形成和云中微物理过程 163

3.1.1云滴的形成和增长 164

3.1.2冰雪晶及其形成和增长 168

3.1.3降水粒子的形成和增长 172

3.2层状云 174

3.2.1层状云的形成 174

3.2.2层状云系宏观结构 174

3.2.3层状云系“催化—供给”云与降水的关系 182

3.2.4层状云降水的微物理特征 183

3.2.5层状云降水的形成 185

3.3对流云 194

3.3.1对流云的形成和发展 195

3.3.2对流云降水的物理过程 199

3.3.3层状云和地形对对流云降水的影响 202

3.3.4微物理过程对对流云及其降水的影响 206

3.3.5强对流风暴 210

3.4积层混合云 232

3.4.1积层混合云一般结构特征 232

3.4.2混合型中尺度对流系统及其形成过程 236

3.4.3积层混合云的降水 238

3.4.4积层混合云产生暴雨的物理机制 241

3.5地形云 247

3.5.1地形降水的成因 248

3.5.2地形云中过冷液态水的分布及降水效率 250

3.5.3祁连山地形对降水的影响 254

3.5.4地形云的降水效率和日变化 256

第4章 人工影响天气原理 264

4.1静力催化原理 264

4.2动力催化原理 266

4.3人工影响冷云降水 267

4.4人工影响暖云降水 268

4.5地形云人工催化 271

4.5.1美国的地形云催化试验 271

4.5.2祁连山地形云催化试验 273

4.5.3北方层状云人工降水试验研究 274

4.5.4其他国家的地形云人工催化试验 274

4.6人工抑制冰雹 274

4.7人工消雾 277

4.7.1概论 277

4.7.2消雾原理 278

4.7.3人工消雾催化剂 279

4.7.4成功案例 279

4.7.5观测催化设备 285

4.8人工消（减）雨 286

4.8.1人工消（减）雨的科学原理 286

4.8.2人工消雨催化剂 287

4.8.3成功案例 288

4.8.4观测催化设备 303

4.9人工防霜冻 304

4.9.1概述 304

4.9.2霜冻的人工防御 304

4.9.3成功案例 305

第5章 云降水和人工影响天气数值模式 307

5.1中尺度模式WRF简介 307

5.1.1模式背景知识 308

5.1.2模式欧拉方程组的通量形式 308

5.1.3考虑水汽的控制方程组 309

5.1.4考虑地图投影、Coriolis力和曲率项的控制方程组 309

5.1.5相对于参考大气的扰动控制方程组 310

5.1.6 WRF模式的物理过程参数化方案选项 311

5.1.7 WRF模式的边界条件选项 311

5.2云降水参数化 311

5.2.1对流参数化 312

5.2.2显式云分辨方案 312

5.2.3降水方案的选择 314

5.3模式中微物理过程和催化过程 314

5.3.1水凝物粒子谱分布 315

5.3.2云降水模式微物理方程组 315

5.3.3云降水方程组的准隐式解法 317

5.3.4人工影响天气模式的构建 318

5.4应用举例 322

5.4.1人工影响天气数值模式业务系统 322

5.4.2优化播撒方法的模拟研究 326

5.4.3人工增雨催化效果的模拟研究 332

5.4.4冰雹云形成过程和减雹催化模拟研究 341

5.4.5三维冰雹分档强对流云模式和模拟研究 350

第6章 人工增雨与人工防雹作业技术 356

6.1人工增雨技术 356

6.1.1人工增雨作业设计的目的 356

6.1.2制定人工增雨作业计划的前期准备工作 357

6.1.3飞机增雨飞行航线设计依据 360

6.1.4地面高炮、火箭增雨作业设计 367

6.1.5人工增雨天气条件的选择 368

6.1.6人工增雨作业指标 371

6.1.7人工增雨作业方法 378

6.1.8高炮火箭增雨作业技术 380

6.1.9人工增雨作业技术系统 383

6.2人工防雹技术 384

6.2.1人工防雹试验概述 384

6.2.2冰雹云的物理特征 385

6.2.3人工防雹作业方案设计 385

6.2.4防雹作业方案实施的基本程序 388

6.2.5冰雹预报和冰雹天气的监测 388

6.2.6防雹作业指标 393

6.2.7防雹作业技术 402

第7章 人工影响天气催化剂与实验技术 419

7.1催化剂 419

7.1.1人工冰核 419

7.1.2致冷剂 421

7.1.3吸湿性催化剂 422

7.2云室的结构和功能 423

7.2.1新型1 m3等温云室 425

7.2.2混合云室 425

7.2.3静力扩散云室 427

7.2.4 96 m3中型综合云室 427

7.2.5 2 m3等温云室 428

7.2.6用于云降水物理研究的其他实验装备 429

7.3催化剂检测技术 429

7.3.1检测实验步骤 430

7.3.2不同仪器设备检测结果的对比问题 430

7.4催化剂的研究 430

7.4.1碘化银复合人工冰核 430

7.4.2冰核和核化速率与核化机制 431

7.5单冰晶增长特性的研究 434

7.5.1单冰晶在取样冷台上的增长速率 434

7.5.2冰晶形状与温度的关系 435

7.6催化剂的成冰核率的动态检测 440

7.7新型便捷的催化剂运载工具 440

第8章 我国人工影响天气业务 445

8.1人工影响天气业务体制 445

8.1.1人工影响天气业务内容 445

8.1.2人工影响天气业务体系的发展目标 446

8.1.3人工影响天气技术路线 446

8.1.4人工影响天气业务功能和结构 446

8.1.5业务布局 448

8.2人工影响天气业务技术系统 450

8.2.1主要任务 450

8.2.2科学依据 451

8.2.3业务技术系统的构成及相互关系 452

8.2.4业务系统各部分的组成及要求 453

8.2.5各级业务系统的设计建设基本原则 457

8.2.6省级人工影响天气业务技术系统实例介绍 458

8.2.7市（地）级人工影响天气业务技术系统 464

8.2.8县级人工影响天气业务技术系统 470

8.2.9人工影响天气业务流程及产品 470

8.2.10人工影响天气业务系统的发展 472

8.3人工影响天气业务规范 473

8.3.1行业标准 473

8.3.2部门规范 473

8.3.3规范附录 474

第9章 云降水与人工影响天气监测技术 476

9.1卫星监测 476

9.1.1卫星介绍 477

9.1.2应用原理 479

9.1.3主要应用 482

9.2气象雷达 486

9.2.1气象雷达的分类 487

9.2.2气象雷达工作原理 488

9.2.3新一代天气雷达在人工影响天气工作中的应用 490

9.2.4毫米波雷达 515

9.3微波辐射仪 516

9.3.1仪器介绍 517

9.3.2微波辐射计监测原理 519

9.3.3微波辐射计的应用 520

9.4机载监测系统 521

9.4.1大气及云物理探测飞机 521

9.4.2机载云物理探测 523

9.4.3机载含水量及温、湿度的观测 531

9.4.4 GPS定位及资料传输系统 533

9.4.5冰核的观测 533

9.4.6机载云凝结核的观测 533

9.5雷电监测 538

9.5.1雷电监测技术 538

9.5.2雷电监测现状 541

9.5.3雷电活动与对流天气 542

9.5.4雷电与人工影响天气 546

9.6 GPS水汽监测 546

9.6.1国内外发展概述 547

9.6.2 GPS水汽监测原理 548

9.6.3 GPS水汽监测前景展望 557

9.7雨滴谱仪 558

9.7.1概述 558

9.7.2雨滴谱仪观测原理 558

9.7.3雨滴谱仪功能及应用 560

9.8雾滴谱仪 561

9.8.1概述 561

9.8.2雾滴谱仪观测原理 561

9.8.3雾滴谱仪应用情况 562

第10章 人工影响天气作业装备 570

10.1概述 570

10.1.1装备类型 570

10.1.2发展历程与展望 570

10.2飞机 573

10.2.1主要机型及性能 573

10.2.2机载作业装置 573

10.2.3飞机作业系统附属设备 576

10.3高炮 577

10.3.1高炮作业系统构成 577

10.3.2高炮作业系统操作步骤 582

10.3.3高炮发射系统的管理维护 584

10.4火箭 586

10.4.1火箭作业系统构成 586

10.4.2火箭作业系统操作步骤 591

10.4.3火箭发射系统的管理维护 593

10.5地面燃烧炉 594

10.5.1地面燃烧炉作业系统构成 595

10.5.2地面燃烧炉作业系统操作步骤 599

10.5.3地面燃烧炉作业系统的管理与维护 600

第11章 人工影响天气效果检验技术 602

11.1人工影响天气效果检验的重要性 602

11.2人工影响天气效果检验研究的现状与存在的问题 602

11.2.1随机化试验 603

11.2.2非随机化试验 603

11.3基本方法介绍 603

11.3.1人工影响天气效果的统计检验技术 603

11.3.2人工影响天气效果的物理检验技术 604

11.3.3人工影响天气效果的数值模拟检验技术 604

11.4非随机化人工影响天气效果的统计检验技术方法 604

11.4.1序列试验 604

11.4.2区域对比试验 604

11.4.3区域历史回归试验 604

11.4.4常用的几种非随机化人工影响天气作业效果评估方案介绍 605

11.5人工影响天气效果的物理检验技术 617

11.5.1物理检验的内涵 618

11.5.2物理检验的具体内容 618

11.5.3物理检验举例 618

11.6云数值模式在人工影响天气效果检验中的应用 621

11.7人工影响天气效果综合检验技术方法 623

11.8小结 625

第12章 现代大气物理与人工影响天气展望 627

12.1需求展望 627

12.2技术展望 628

中国人工影响天气大事记 632