人工降雨的原理和方法精选(九篇)

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第1篇：人工降雨的原理和方法范文

关键词：人为；影响；天气；历史；增雨作业

中图分类号：P48 文献标识码：A

我国作为一个农业大国，天气对国民经济的影响显得尤为重要，关系到社会的稳定和经济的发展。自古以来，我国劳动人民通过自己的智慧在遵循自然规律的前提下，不断地影响天气变化，利用天气，趋利避害，为人类的幸福生活而努力，近年来，由于社会经济的发展和技术的不断进步，我国人民更是利用现代技术不断影响天气变化，使其进一步为人类服务。

一、人类影响天气的发展历史

早在远古时期，天气的变化和大气的变化就已经引起了气象学家和学者的关注，我国也是世界上最早观察和记录天气天象的古代国家之一。据考古资料显示，我国原始人类在与大自然的抗争中就已经知道利用自然条件来躲避风雨雷电等自然灾害，并学会利用火，食用熟食等生活技能。早在五千年前，我国劳动人民就懂得根据天气和气候的变化来种植作物，建造房屋了。当然，在远古时期，我国的劳动生产率较低，迫于这个限制，当时对天气和气候的研究是非常有限的。

殷商时代，我国的第一本物候学著作《夏小正》的问世可谓是人类人工影响天气历史上的一个里程碑。此著作大量地记录了天气和天象的变化，并介绍了一年中各月的天气现象和气候变化以及相应月份应该从事的农事活动，由于此著作的出现，我国的农业在当时的世界是遥遥领先的。

我国历史上专门负责观察天气变化的机构叫"观象台"，国家设定专门的人员来观测天气变化，类似于我们今天的气象局，由于此机构的设置，为我国当时的农事活动提供了大量的指导数据，因此，我国农业的发展是领先的，也因此奠定了我国农业大国的历史基础。由此可看出我国气象事业具有悠久的历史。

随着社会的发展和时代的进步，人类对气象和天气的研究有了更深层次的认识。战国时期，已经有军事家懂得利用气候条件进行战争，这又是人类利用天气条件为人类服务的一大创举。《黄帝内经》中也有了记载，利用天气气候等条件，可以调高人们的免疫力，防止疾病的发生的一些简单疾病的治疗。汉代韩婴的著作《韩诗外传》中提出"草木之花多五出，独雪花六出"，而世界上其他国家发现这一现象比我国晚了近2000年。

古代的气象仪器研究领域，我国也是成就显著。古代战争中已经有相风旗的出现，汉代又出现了羽炭测温计来测量空气的温度和湿度，唐朝时期的李淳风更是世界上第一个利用仪器给风定级的人，他将风分为八级，并发表了著作《乙已占》，这部著作在19世纪初期才传到了欧洲，英国学者蒲福在此著作基础上又进行了更精确的划分，将风定义为12级，也就是我们现在所使用的风级的概念。

在我国古代的气象学与天气学的研究中，对暴雨、冰雹等自然灾害也做了系统的分析，在气象物候学，军事物候学，医学物候学方面也有所涉及，我国古代的气象学及人工影响天气的研究为世界此方面的研究和进步做出了巨大的贡献。

二、人工增雨的必要性

近年来，随着经济的发展和工业化程度的加深，人类对大气的破坏程度也急剧加深。旱涝现象频出，因此人类对天气的影响就显得尤为重要了。

我国首都北京地区的缺水状况尤为严重。人均水资源占有率不到200立方米，远低于世界平均水平的1000立方米。因此解决我国缺水的问题迫在眉睫。由于科技的进步和技术的发展，人工增雨技术应运而生。这种新型技术的出现给人类带来了福音，虽然缺水状况依旧，但情况已经大为改善了。

1.人工增雨的科学含义

现在社会上流传一种“人工降雨”的说法，其实这种说法是不准确的，人类不可能违背自然规律进行人工的“降雨”，而是通过利用自然条件，在遵守自然规律的前提下，人为的“增雨”。因此，现在给出人工增雨这项技术的标准科学定义：人工增雨是指在自然降雨之外，利用现有的气象条件，通过人工干预的方法，使其再增加一部分降雨的科学手段。其原理是利用飞机、增雨火箭或高射炮将催化剂发射到云层中，对局部范围内的云层中的水含量进行催化，使云层中的水滴增多并使其重量增加，去掉蒸发的一部分，大部分就降落到了地面，形成了降水。

2.人工增雨的作用

我国是世界上的人口大国，各种资源的消耗量都大的惊人，水资源也一样，因此，我国想到了利用人工增雨的方法来增加水量的方法。我国最早的人工降雨是始于20世纪50年代，无论从规模还是数量上来说，我国都是人工影响天气变化的大国，而自从人工增雨技术的引入，我国的旱涝灾害明显减少，农业产量上升。而近年来由于人工增雨技术的不断成熟，其作用已经不仅仅作用于农业了，对于森林火灾的救护，生态建设，增加水资源方面多做出了突出的贡献。这也印证了科技的发展是为人类服务的这句话。

三、人工增雨作业必须重视的问题

人工增雨这项技术虽然是一项造福人类的科技成就，但凡事都有利有弊，因此，在作业中的一些问题还是要给予重视的。

1.作业中对云层的选择

根据相关资料显示与作业人员的实践经验，云层的选择是人工增雨取得何种效果的关键。要选择适合作业和水汽较厚的云层进行作业，带有雷电的积雨云是最佳的作业对象，此类云层本身就能降水，对其进行作业，就能得到中雨以上的理想效果。

2.发射工具的选择

人工增雨作业中，催化剂的发射工具尤为重要。如空中有带有雷电的积雨云或者云团比较完整清晰，这时就比较适合使用高射炮或增雨火箭进行作业，因为此类云团本身就能降水，只要适当的进行催化，就能取得理想的效果。而如果空中不具有积雨云，且云团模糊不清，看不到边际，这时如果还是采用高炮火箭等作业效果就不会很好了，这时应采用飞机进行作业，飞机飞到云层中，通过抛洒干冰来催化云层中的冰晶，这时出现"蝴蝶效应"，降水顺利完成。

3.作业地点的选择

作业地点的选择是人工增雨作业的关键所在，因为作业地点的选择直接关系到受益点。作业受到云速、风速、作业点与受益点距离的制约，因此，作业地点要选择在受益点的上风向。另外，由于使用高炮或者火箭在发射完成后，其弹壳一般不会炸毁，完成爆炸后会因为重力作用落回地面，因此，就要考虑弹壳的落回是否会对人、房屋等建筑造成损害，所以，人工增雨地点的选择和时机的一样，都是人工增雨作业中的关键，是人工增雨作业能否完成及完成质量的保障。

4.作业时机的选择

由于受各种天气条件的制约和影响，作业时机的选择也是非常重要的。作业提前可能造成雨量减少，作业滞后可能造成错过了最好的时机，都会影响降水的效果，因此，掌握好时机在人工增雨作业中是很重要的一项工作。

结束语

自古代以来，人类就在不断探索大自然的奥秘，天气状况更是人们所关心的，因此，人工影响天气一直是人类所研究的课题，随着经济的发展和技术的进步，人类如今在遵守自然规律的前提下，已经可以简单的影响天气变化了，人工增雨这项技术的使用必将为中国经济的发展增光添彩，亦将为世界的和平与稳定做出贡献。

参考文献

[1]李艳伟.冷云催化剂及其在层状云催化增雨中的应用研究[D].南京：南京气象学院.2009．

[2]毛节泰，郑国光.对人工影响天气若干问题的探讨[J].应用气象报,2009.17(5).

[3]朱乾根，寿绍文.天气学原理和方法[M].北京：气象出版社，2010.

第2篇：人工降雨的原理和方法范文

边坡的破坏，乃由于土体中剪应力达到了土的抗剪强度，以致沿剪切面发生了破坏。脆性岩石当正应变达到极限要发生张裂破坏。也会由于细裂隙应力集中，致裂缝扩展和破坏。此外剪应力不变而抗剪强度降低了破坏也会发生，总之抗剪强度小于剪应力，边坡就要破坏。因此在公路边坡防护中应当加紧稳定性施工技术的应用。

关键词：公路；边坡；稳定性；施工

由路基填方或挖方形成的斜坡坡面称为边坡。边坡的下方叫坡脚，上为路堤的路肩或路堑的堑顶。堑顶上的自然斜坡称为山坡。山坡按其坡度可分为缓山坡、陡山坡、极陡山坡或悬岩三种。缓山坡均有残积和堆积层覆盖，植被较茂盛，在此山坡上石块要有初速才会运动。陡山坡残积层较薄易受风化作用及雨水冲刷。极陡山坡岩层通常无覆盖，受剧烈风化作用，坡脚下沟谷边常有岩堆乱石。在后两种山坡上岩块没有初速也会运动、易发生岩体崩塌，危石的倾倒、滑动和滚动，尤其是高度>40m的山坡和堑坡。

一、公路边坡的稳定性

边坡稳定主要由于土体内部土颗粒存在摩阻力和内聚力，使土体具有一定的抗剪强度，从而使土壁在一定的条件下保持稳定。如果外在因素使土体的剪应力增大或使土体的抗剪强度降低，那么边坡土体有可能在一定的范围内沿某一滑动面向外或向下移动而丧失稳定，造成土方坍塌。引起土体的剪应力增加的主要原因是：坡顶堆载、行车；边坡太陡；开挖深度(填筑高度)过大；雨水渗到土中，使土含水量增大从而使土的自重增大；地下水的渗流产生一定的动水压力；土体的竖向裂缝中的集水产生侧向的静水压力等。引起土体的抗剪强度降低的因素主要有：土质差或由于气候原因使土质变软；土体内的含水量增加从而产生作用；饱和的细砂、粉砂受振动而产生液化等。为了防止塌方，保证施工安全，应放足坡度。若放坡受阻或开挖深度(填筑高度)过大，可采用支护结构临时支挡，以保证土壁的稳定。由于影响基坑边坡稳定的因素很多，在一般情况下，开挖深度较大的基坑应对土方边坡作稳定分析，即在给定的荷载作用下，土体抗剪切破坏应有一个足够的安全系数，而且其变形不应超过某一容许值。

二、草皮护坡

雨水的冲蚀作用，要造成土质边坡渗透、冲刷和流坍等破坏，日晒和冰冻也加速岩土表层的风化剥落。为保护边坡加固表土，防止风沙对沙质路基的破坏，防止冻土的热融，在坡面上铺植草皮是经济而有效的办法。适用于路堤边坡可以保持，岩土较软、草根可以生长的地段，土质路堤除已有其他防护外，一般都要铺。这对绿化环境净化空气，降低声光污染提高信号视距也有一定的作用。经人工降雨试验，在历时30min强度为0.8-1.3mm/min的暴雨下，有密铺草皮的边坡迳流量有所减少，因冲蚀而产出的泥沙量要减少98％。雨滴落下时的溅蚀作用和细流的冲刷大为减弱。有一种消能作用和茎叶的截留、对坡面的保温、保湿、减轻风化的作用，以及根部对边坡的加筋作用。但雨水人渗有所增加，表土的含水量也加大，不过能较快为根部吸收及蒸发掉。总之植被能保持坡面有一定的湿度，又能避免含水量过高，斜坡在有根系的情况下，雨季中土的抗剪强度可提高30％-65％，黏聚力可提高1倍左右。为加强边坡稳定和排水，必要地段要和边坡渗沟配合使用。草种宜就地选用覆盖率高、根部发达茎叶低矮、耐寒耐旱具匍匐茎的多年生草种。也宜引进适应当地土壤气候的优良草种。其中属于禾本科的如兰茎冰草、沙拐枣和无芒雀麦等。豆科植物有红豆草、小冠花和拧条等。

三、护墙及护坡防治

路堑软岩边坡的风化剥落、裂隙发育，岩体碎裂，局部崩塌、坡面上危石等病害常用护墙及护坡，有时用以支顶或支护危岩和不稳结构可能发生的切割面、滑出点，以增进该面的抗剪强度，这些有支拌作用的支护墙按受力考虑墙身较厚。一般护墙受力甚微町按不受力考虑，限用于开挖面能自立，同时能确保护坡面整体稳定(F>1.3)的地段。但是路堑开挖之后靠近边坡和堑顶有儿处形成应力集中和拉力区，使堑顶十余米菹围内有侧向变形和卸荷裂隙发生，如果岩上有足够的强度，能够保持稳定，否则要适时防护才能保持长久稳定，其原理和新奥法(NATM)相近。

1.浆砌片石护墙护坡

护墙的背坡和面坡相同或较陡，但不得陡于1：0.3否则按挡墙计算。面坡大致平行于堑坡，不宜有过多的填挖，为此要求断面测量要十分准确。浆砌片石护墙的顶宽按最小构造尺寸为30-40cm计，基底承载力符合要求埋置深度应在冻结线以下，为增加护墙的稳定性，当高度超过8m时，中部宜加耳墙一个。单级护墙其高度不得超过20m.中部平台≥1m。堑坡为土质者单级高度不宜超过10m，公铁路堑的长护墙，每隔适当距离可以留有窗口改植草皮，开窗式样有松树形、树叶形、飞鸟形等艺术上处理。

2.框架护坡

多用在易受冲刷的土坡和强风化的岩质堑坡上，其防护等级在浆砌护坡和草皮护坡之间。有二种做法：(1)浆砌片石框架成45°方格型，净距2-4m，条宽0.3-0.5m，嵌入坡面0.3m左右。(2)土钉框架护坡，预制混凝土框架梁断面12x16cm、长1.5m，用4根6-8mm钢筋，两头露出5cm布置。另在杆件的接头处插入一根14x3m土钉，以灌注混凝土的方式将接头固定。此方法常用于边坡较高或土质较差的防护加固。

3.拱形支护墙

此式护墙的应用较广，其优点是：(1)充分利用有限空间，可以不刷坡以免影响行车和山坡稳定。(2)中部开洞节省圬工也降低了造价。(3)边坡上下方风化程度不同宜分别处理，把主要材料用在有裂缝有危石和岩性差，风化较重及有渗水之处。(4)开拱洞便于避车和清沟。拱脚宽2-3m，拱跨4-8m，矢跨比0.3-0.5m。地基宜为岩质，有较高的承载力，基础高度不超过沟底，宽约1―1.5m，其中暗沟宽0.3-0.5m，净高0.6-0.8m，以利排水和清沟。基础襟边尺寸必须符合限界要求并有0.2m以上的敷余。墙身上坡度宜与堑坡一致。基础用MIO浆砌片石或片石混凝土。

4.多级护墙

多级护墙乃依据原有边坡坡度、岩土结构、风化程度、地下渗流、土质岩性、坡面上病害及其位置等项考虑及设计。勘测时先要测定准确的横断面，并在立面素描图上注明岩体的构造和产状，病害情况处理对策和防护范围等项目。护墙乃考虑堑坡本身属于基本稳定，其坡度缓于l：0.35侧压力甚小可略而不计。若坡面上有危岩、裂缝或同向结构面较软弱，宜改按支顶墙或支护墙考虑，将墙身适当加厚或加锚杆并进行必要的验算，这二种墙都可以受力。多级护墙总高度不宜超过30m，每级的高度和厚度上墙不宜超过下墙。各级面坡据土质岩性决定尽可能相同，需要变坡时用伸缩缝隔开。对于凸坡应有错台或加锚杆以平衡向外的推力，二级护墙的几种断面，其中凸形断面就加了混凝土基座和小锚杆。坡面上松石杂草应予清除，如为碎裂结构无法除净可以保留。由于软岩风化造成坡面上的坑洼可回填透水料。突出坡面上的大石块如不宜清除，可洗刷干净和支护墙砌在一起。

结束语

边坡施工包括边坡的开挖与填筑、边坡防护与支挡加固工程的修筑等。边坡是由大自然地层构成的，开挖后暴露于大气中，受到各种自然和人为因素的影响，容易发生变形和破坏。边坡的稳定与施工方法有着密切关系。

参考文献：

[1] 陈铁柱, 张校生. 浅谈公路边坡施工技术[J]. 科技资讯, 2011,(09) .

第3篇：人工降雨的原理和方法范文

关键词 森林火灾；森林火源；扑救措施

中图分类号 S762.3 文献标识码 B 文章编号 1007-5739（2014）04-0172-02

在森林中有计划、有目的地安全用火，确保火在人为控制下燃烧蔓延，这种能达到一定森林经营目的，在人为控制下，在规定的时间、地点和区域内进行的森林燃烧，称之为计划火烧；而失去人为控制的森林燃烧现象就称为森林火灾，森林火灾会造成重大的森林损失。现介绍森林火灾预防与扑救的措施，以供参考。

1 森林火灾的火源类型和种类

根据森林火灾的燃烧部位、火强度、蔓延速度、火焰高度等火行为特点，通常将森林火灾的燃烧类型划分为地表火、树冠火和地下火。森林火源主要有自然火源和人为火源，自然火源是指一种自然现象，常见的有雷击火、陨石坠落、枯枝落叶发酵生热（地被植物自燃）以及树枝磨擦生热产生的自燃现象，约占总火源的1%。人为火源是森林火灾发生的主要火源，主要有生产性火源，包括：农、林、牧生产性用火，如烧荒积肥、开垦烧荒、炼山整地、烧防火线等，林副业生产用火，如烧炭、狩猎用火、烧砖瓦等；工矿运输生产用火，如汽车、拖拉机喷火等。还有非生产性火源，如林内吸烟、弄火取暖、烤干粮、做饭、上坟烧纸、烧香、放鞭炮、小孩玩火和坏人故意放火。

2 森林火灾预防技术与措施

我国的森林防火方针是“预防为主，积极消灭”，只要掌握了森林火灾的发生发展规律，森林火灾是完全可防可控的。预防森林火灾需要采取行政、法律、经济和工程相结合的办法，运用科学技术手段，进行综合治理，以最大限度地减少火灾发生次数[1]。

2.1 森林火灾预防监测技术

森林火灾预防监测的目的是及时发现火情，监测火灾扩展、蔓延的过程，为迅速控制和扑灭森林火灾提供准确的信息。其方式包括地面巡护、了望台定点观测、空中飞机巡护和空间卫星监测4种形式。

地面巡护就是森林防火专业人员采用步行或乘坐交通工具按一定路线对林区、森林进行的巡查。由单人或2人以上组成的巡逻组；巡逻路线尽量选择通过高火险地区和火源出现频繁的地段。在防火期内，每天进行地面巡护。在高火险天气里或在防火期间，对火险高的地段，进行昼夜巡逻。巡逻的时间一般以3.5～4.0 h为宜，其任务是检查、监督防火制度的实施；控制非法入山人员，制止违章用火，消除火灾隐患；及时发现火情，迅速报告；一旦发现火情，积极进行扑救。

了望台监测就是利用地面制高点上的了望台进行森林火情观测、火点确定、实施报警的林火监测方法。一般了望台址的选择在制高点上，并在林场、居民点附近[2]。每座了望台观测半径相互衔接并形成网状，能覆盖全区域，基本没有“盲区”为原则。了望台观测是根据烟的浓淡、粗细、色泽、动态判断火灾的各种情况。如人为用火烟色较淡，森林火灾烟色较浓。

航空巡护就是指利用飞机沿一定的航线在林区上空巡逻，监测火情和定位，并及时报告飞行基地和防火指挥部。主要在东北、内蒙古和西南重点林区开展。监测飞机主要为运五、运十二和小松鼠直升机。

2.2 森林防火阻隔技术与措施

森林防火阻隔主要是指利用人为和自然的障碍物，对林火进行阻隔，达到林火控制的目的。其中，人为的障碍物包括防火掩护区、生土带、防火沟、防火线、防火林带等；常用的是防火线，在一定线路上，通过人工清除乔灌木和杂草，形成阻止林火蔓延的地带，称防火线[3]。尽量考虑现有道路、河流、湖泊的分布状况，利用这些有利的条件，一般沿山脊、林缘、山脚田边、林区道路两侧开设。宽度一般为10～15 m。防火线上种植一些常绿植物，形成防火林带。应选择抗火性强、枝叶茂密、含水量大、耐火性强、含油脂少、不易燃烧、生长迅速、郁闭快、适应性强、萌芽力强，下层林木应耐潮湿、与上层林木种间关系相互适应，无病虫害寄生和传播的树种，诸如木荷、冬青、火力楠、交让木、珊瑚树、苦槠、米槠、构树、青栲、红楠、红锥、桤木、杨梅、青冈栎、竹柏等。

2.3 森林防火行政管理措施

森林防火实行各级人民政府行政领导负责制。建立森林防火组织体系，包括国家、省、市、县森林防火指挥部，建立区域性森林防火联防组织，建立森林警察部队、林区派出所和专业护林队等专业组织。在防火期内开展宣传月、宣传周活动，开展森林防火知识竞赛，编印各种宣传材料，建立永久性宣传标志，利用现代传播媒介等进行森林防火的宣传教育，同时加强火源管理[4]。

3 森林火灾扑救措施

对正在蔓延的森林火场，灭火的关键是扑灭火线，控制火灾蔓延。扑灭火线的方式可分为直接灭火、间接灭火2种。常见灭火方法主要有以下几种。

（1）扑打法。工具主要有一号、二号工具，直接扑打火线是扑火队员沿火线逐段扑打，站在火线外侧，将扑打工具斜向火焰，轻举重压，一打一拖，扫拖结合，注意相互配合。一般3～4人编组，在火势弱时可单人扑打一点；火势强时，同时扑打一点，同起同落。采用“交替战术”，轮流进行扑打作业，以保证扑火作战的连续性。

（2）土灭火法。该法是指用土覆盖火线，使火与空气隔绝，使火窒息的灭火方法，适用于枯枝落叶层比较厚、森林杂乱物比较多的地方，工具以铁锹为主，有条件的地方也可以使用推土机等大型机具，还可使用小功率移动式喷土枪等。

（3）水灭火法。有喷洒水式灭火，这种喷洒水式灭火分地面和空中2种。地面喷洒机具主要有背负式灭火水枪、灭火水泵、森林消防车等；此外，有条件的地方可采用人工降雨灭火，采取这种方法灭火，首要的条件是必须有符合条件的云体，还需要有气象部门的紧密配合及航空和军队的大力支持。

（4）风力灭火法。风力灭火法就是利用风力灭火机产生的高速气流，将火吹灭的一种灭火方法。它具有较大的灭火效能。一台风力灭火机，可达到25～30名灭火人员使用手工灭火工具的灭火速度。但只适宜于扑救中、弱度的地表火，不适用于扑救火焰超过2 m的林火；只用于灭明火，不能用于灭暗火和地下火。使用风力灭火机灭火时，一般每台机器2人操作，分主、副机手。主机手携机，副机手携长钩或者其他灭火工具，配合主机手，并作为替换人员。灭火时，主机手要位于火线外侧1～2 m，风力灭火机出风口方向与火线走向呈15°左右，与地面夹角40～45°，前进中要像扫地一样左右摆动机体，将火焰吹离可燃物，使火熄灭。

（5）化学灭火法。这种灭火方式主要靠化学药剂来灭火，水是载体，这样能更有效地阻滞和扑灭林火。常用的化学药剂是磷酸铵和硫酸铵。可用地面喷洒，主要的灭火器有6MYY-4型自压式灭火器、6MY-2.3森林灭火机和多用灭火器。此外，有条件的地方也可以用飞机探讨喷洒，以直接灭火。

（6）爆炸灭火法。该法主要是穴状爆炸。每隔2.0～2.5 m挖一个深20～30 cm的坑，每坑埋250～500 g炸药，通电爆炸后，炸出3～4 m宽的生土带，同时可产生大量的气浪，将火扑灭；此外，还有带状爆炸，把标准管状炸药放入直径40～50 mm、长10～20 m的聚乙烯塑料管中，制成索状炸药，将数根索状炸药连接在一起，放在火头前方一定距离处，等火头靠近时引爆，形成3～4 m宽的生土隔离带，将火头扑灭或减弱火势。

（7）以火灭火法。该法是在火线前方一定距离的地段上，用人工点烧形成一条火线，在人为控制下，使它烧向火场，留下一条隔火带，达到控制火场扑灭森林火灾的目的。主要用于扑救树冠火和高强度地表火。

（8）航空灭火法。在人烟稀少、交通不便的偏远林区，可以利用飞机作为灭火机具，进行喷洒水或喷洒化学灭火剂灭火，或者用飞机运送扑火队员进行伞降、机降、索降灭火等[5]。

（9）隔离带间接灭火。当火势较强而不能直接扑灭时采取人力措施开设临时隔离带，在火灾现场前一定距离，砍伐树木，尽可能清理灌木杂草，伐出带状空地，使火灾不能蔓延，从而达到间接灭火的目标。

4 参考文献

[1] 宋志杰.林火原理和林火预报[M].北京：气象出版社，1991.

[2] 包文生.大通县森林火灾特点与预防对策[J].青海农林科技，2007（2）：87-90.

[3] 冯江涛，沈祥坤，王世良.论森林火灾的预防与扑救措施[J].中国林业经济，2011（3）：60-62.

第4篇：人工降雨的原理和方法范文

关键词：工科学生；物理化学；本科教学

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）45-0197-03

物理化学课程是化学化工类专业的一门重要学科基础课程，也是学好后续专业课的必要准备。由于物理化学是在前人大量实验资料的基础上进行分析、综合和归纳，从而得到很多的各种定律理论及公式，所以历来的化学化工类学生都对之望而生畏。尽管物理化学公式多、概念多、模型多，但是很多知识源于物理的原理和实验，而且经常用高等数学为工具进行推导和演算。总之，该课程理论性强，逻辑思维性强，抽象概念多，因此，如何在课堂上将物理化学讲授的生动、形象，激发工科学生的学习兴趣就显得尤为重要了。兴趣是最好的老师，学生有了兴趣，教师才能较好的指导。我校涉及工科的化学化工类本科专业主要有：应用化学、高分子科学与工程、化学工程与工艺、环境工程等。以下是我们在课堂教学活动中，关于如何激发学生学习兴趣的一些方法。

一、提出问题法

提出问题，引发学生思考。进行探究式教学是提高学生学习兴趣的重要手段。例如讲授“Carnot循环”一节时，可从Carter小时候观察奶奶烧开水，看到水在锅里沸腾将锅盖顶起来，受此启发，长大后Carter发明了蒸汽机。一种工作在高温热源（锅炉内水蒸汽）与低温热源（空气）之间，源源不断地将高温热源吸收的热转变为功并将部分热量传递给低温热源，其最大效率是多少（工业上能提高生产效率）？然后联系前面讲过的可逆过程特点（系统膨胀对环境做最大功，压缩得到最小功），引出Carnot循环。

又例，讲授偏摩尔量时，理想混合物如苯（A）和甲苯（B），没有体积效应，即Vmix=nAV*mA+nBV*mB，而真实混合物如水（A）和乙醇（B），具有体积效应，即Vmix≠nAV*mA+nBV*mB，为什么呢？这是由于两种分子（A和B）的结构和分子之间范德华相互作用力不同造成的。

二、例举一些与讲授知识紧密相关的自然现象或工业上的应用

实践是认识的来源。认识是主体对客体的能动性反应，这种反应只有在实践中，在主体和客体的相互作用中才能完成实践是认识发展的动力。认识产生于实践的需要，实践为认识的发展提供日益完备的认识工具，锻炼和提高人的认识能力。例如，讲授“Henry”一节前，举例啤酒、碳酸饮料开瓶后，大量气泡从瓶口溢出，问学生为什么？讲授“Raoult”一节前，举例为什么海水在低于0℃结冰？“表面物理化学”一章涉及许多自然现象或应用，例如，讲授“表面张力”一节前，可举例为什么水滴自动形成球形？可从以下两个角度进行解释，若形成不规则形状，则各处的曲率不同，附加压力不同，不稳定；形成球形表面积最小，则表面吉布斯自由能最小。讲授“附加压力及Kelvin公式”一节前，可举例如下：人工降雨；干旱的稻田土壤龟裂，在缝隙里比较湿润；香菇干在梅雨季节若没有密封包装，则容易受潮；等等。Kelvin公式可以解释两种重要的现象：（1）毛细凝聚现象：在多孔固体表面，水蒸汽被吸附时，在细孔道内弯曲液面上的蒸汽压比平液面上小，容易发生凝聚。例如，干香菇在梅雨季节很容易受潮；多孔性结构的物质如活性碳、硅胶等常作为干燥剂；泥土中孔道和缝隙常常保持潮湿状态；等等。（2）亚稳状态的存在：例如过饱和溶液、过热液体、过冷液体、过饱和蒸汽等亚稳现象。亚稳状态在热力学上不稳定，在动力学上却能保持暂时稳定的状态。讲授“固体表面吸附”一节前，可举例活性炭用于蔗糖汁脱色制白沙糖。

三、例举一些与讲授知识紧密相关的物理化学实验

实验是一种实践，它是感性的，而理论是理性的。从感性上升到理论是逻辑必然，是认识更加深入的过程。理论指导实践，反过来实践或应用推动理论的发展。从生动、鲜活的实践提炼上升到理论是认识的飞跃。例如，讲授“热化学―等压热效应与等容热效应”一节前，讲述氧弹量热器测量物质燃烧热―等容热效应，如何换算为等压热效应？从Gay-Lussac-Joule实验讲授理想气体热力学能变和焓变，从Joule-Thomson实验讲授实际气体的热力学能变和焓变及其节流膨胀的应用，从铋―镉相图的步冷曲线测量实验讲述简单的低共融二元相图等。

四、类比法

类比推理是一种重要的思维手段，类比教学法对于引发学生的学习动机、帮助学生理解抽象的事物和概念、发展学生的求异性思维以及培养学生学习的主动性具有重要意义。类比教学法在课堂教学中被广泛运用，形式多样，但是类比教学的运用也有一定的局限性，类比的运用要适度，不能盲目依赖。例如，讲授“电解质溶液的电导”一节时，将离子导体与金属导体进行相应的对比讲述，让学生对这两种导体的特点、影响导体电阻的因素等有明确的认识。再比如，可以提问学生，电化学反应其实也是一种氧化还原反应，那么，这种氧化还原反应与普通的氧化还原反应有何区别？引导学生经过思考后加深对电极反应的认识。

五、讲述科学家的生平故事，特别是他们的科学精神

讲述科学家的生平故事，可激励学生以他们为榜样，勇攀科学高峰。涉及的物理化学家主要有：Carnot、Joule、Clausius、Gibbs、Helmholtz、Claperon、Faraday、Nernst、Arrhenius等。比如在讲Ag|AgCl电极时，可以讲周公度先生的一个亲身经历。周先生早年在北大做实验助理教师时制备Ag|AgCl电极，第一次制备时发现电极上有一个黑点，他一开始认为可能是实验操作问题，然后重新做，结果第二次还有，这时，他认为这可能不是实验操作的问题，而是有相关实验现象产生。于是，周先生对电极上的黑点进行了详细的结构分析，结果发现了一个文献中还没有报道过的晶体结构，并将研究结果发表在国际相关主流学术期刊上，该研究成果奠定了其在国内结构化学领域的领军地位。经过这一事例可以教育学生要善于发现问题，并勇于解决问题。这一点不仅可以教书，而且还可以育人。

六、学生课堂练习法

讲授气体混合物中各组分的化学势――理想气体及其混合物的化学势时，先让学生做以下例题。

计算1.0 mol理想气体在等温下从标准压力P变化到任意压力P化学势的变化。

标准态：在T、P的纯理想气体。以上就是化学势表示式。

七、介绍科技前沿法

教师在教学过程中应当结合现代科学技术的新发展，把一些与课程有联系的最新科技进展穿插在理论的讲授中，学生通常对这部分比较感兴趣，既拓展了学生的科学视野，也提高了学生的学习兴趣。例如教授“化学电源”一节，除了介绍教材上列举的蓄电池（如铅酸、金属氢化物―镍电池等）和燃料电池，还补充介绍了目前广泛使用的锂离子电池。随着全球矿物能源的日益减少和环境问题的日益突出，对于新能源的利用和研发越来越重要，因此特别介绍了锂离子动力电池和超级电容器作为替代轿车传统发动机的能源动力，可达到减少环境污染和减少对石油的依赖。

八、提问学生法

对于比较容易和简单的讲授内容，可采用此法。一方面可提出下面讲课的内容，另一方面可检查学生的预习情况。例如讲授“Hess定律”一节时，可以提问学生：Hess定律的内容是什么？Hess定律在什么条件下成立？等问题。

此外，还有先讲结论法、归纳法、演绎法等。总之，要根据授课内容来选择合适的激发学生学习兴趣的方法。让学生感到物理化学重要（是其他化学基础课程的理论基础）、有用（工农业生产应用，解析自然现象等）、形象而不抽象，达到学生自觉和主动学习的目的，从而促进学生掌握物理化学知识。

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