人工降水(应用于农业、军事领域的降水)

人工降水（英文名称：沉淀物 enhancement；rainmaking），又称人工增雨，是人工影响天气的一种科学措施。指根据不同云层的物理特性，选择合适时机，用飞机、火箭弹等向云中播撒干冰、碘化银、盐粉等催化剂，促使云层降水或增加降水量。人工降水主要应用在农业抗旱、人工蓄水、森林防火、军事等领域。

1839年，美国的詹姆斯·P.埃斯培（James P.ESPY）首次依据科学原理提出人工降水的建议。1930年，荷兰人维拉尔特（Veraart）用干冰作播撒剂进行了成功的人工降水试验，但其试验结果没有得到科学界的公认。1933年，德国的托尔·贝吉龙（Tor Bergeron）提出冷云降水的“冰晶效应”学说，经1939年德国的芬德生（W.Findeison）的完善，奠定了冷云人工降水的理论基础。1938年，美国的亨利·G.霍顿（Henry G.Houghton）提出“重力碰并增长”的暖云降水理论。1946年，美国的文森特·谢费尔（Vincent Schaefer）发现干冰可以促进大量冰晶的产生，并第一次对冷云进行人工降水的科学试验。1947年，美国的伯纳德·冯奈古特（Bernard Vonnegut）在试验中发现，碘化银微粒在过冷雾中也能产生冰晶。自此，揭开了人类科学地进行人工降水的历史。1948年，美国的欧文·朗缪尔（Irving Langmuir）提出了暖云人工降水的理论基础。20世纪60年代，美国提出“动力催化”原理，1958年，中国在吉林省旱情期间成功实施中国历史上首次人工降水作业。1966年5月，中国首次在大兴安岭利用人工降水进行森林灭火。

人工降水按实施过程有暖云催化剂降水、冷云催化剂降水和动力催化降水三种。常用催化剂大致分为均质的、异质的、有机的和吸湿的四类，包括干冰、碘化银、食盐等。人工影响天气需要借助科技手段监测云和降水形成的天气条件，到一定条件才能考虑开展作业。然后，通过飞机、火箭、高射炮、地面烟炉等作业手段，将催化剂准确地送达云中适当部位。

历史沿革

提出理论

人类最早影响天气的科学尝试，也许应该追溯到避雷针。避雷针一般认为是本杰明·富兰克林在1749年发明。实际上首次有科学根据的人工影响天气建议是美国气象学者提出的。1839年，美国的詹姆斯·P.埃斯培（James P.ESPY）首次依据科学原理提出人工降水的建议：在潮湿的大气中，用生火的办法产生上升气流，促使积云发展，导致降雨。这一想法直到1938年，才由两个匈牙利人在湖面上燃油，进行造云致雨的试验。但成效并不显著，而且实用价值也不大。

早期试验

1918至1919年间，法国有人向空中施放制冷物质，想使其成云致雨。方法是将充满液态空气的炮弹和炸弹，发射到空中爆炸后，液态空气使局部气温下降，从而在空中冷凝成小块云朵。但结果是云朵瞬息即逝，滴雨未见。1921年美国物理教授恰菲提出，向云中播撒带电沙粒，以促进云内致雨过程。同年即进行飞机野外播撒试验，但效果不佳。1924年再次进行试验，飞机将230公斤左右的带电沙粒投入高约二、三公里的云中，据称观测到部分云体反而消散的相反效果。后来苏联也进行了类似的试验，但都收效甚微。

成功进展

1930年，荷兰教授维拉尔特开展的具有里程碑意义的人工降水试验通过飞机播撒干冰成功诱发降水，尽管当时对其微观物理机制的误解导致了研究的暂时中断，但该试验为后来基于更坚实科学基础的人工影响天气技术奠定了重要基础。1933年德国的托尔·贝吉龙（Tor Bergeron）提出冷云降水的“冰晶效应”学说，经1939年德国的芬德生（W.Findeison）的完善，奠定了冷云人工降水的理论基础。1938年，美国的亨利·G.霍顿（Henry G.Houghton）提出“重力碰并增长”的暖云降水理论，即温度高于0℃的暖云雨滴可以通过云滴的相互碰并形成。这样，“碰并机制”就成了暖云人工降水的理论基础。

1946年，美国的文森特·谢费尔（Vincent Schaefer）发现干冰可以促进大量冰晶的产生。1946年11月13日，谢费尔驾驶轻型飞机在马萨诸塞州西部伯克西尔山区进行了首次人工降水试验，成功地将干冰撒播到云层中，导致大量小冰晶形成并最终落下来，实现了人工降水。1947年，美国的伯纳德·冯奈古特（Bernard Vonnegut）在试验中发现，碘化银微粒在过冷雾中也能产生冰晶。自此，揭开了人类科学地进行人工增雨的历史。1948年，美国的欧文·朗缪尔（Irving Langmuir）进一步提出，下降大雨滴在云中上升气流的冲击下，会破碎成许多大云滴，形成大量繁殖的“连锁反应”效应，从而形成降水，为暖云降水建立了物理基础。

20世纪40年代到50年代，人工降水的发展很快，各种试验工作如雨后春笋遍布世界各地。但由于对人工催化后的云物理过程缺乏深入的了解，不清楚人工降水的条件，不能针对不同天气条件，采取相应的催化作业方法。因此，人们对人工催化是否真的具有增雨效果争论不休。

20世纪60年代以来，随着科学技术的发展，各种探空气球、飞机、雷达、火箭、卫星以及电脑等技术手段在气象中的应用，人工降水进入了一个全新发展的阶段，通过野外观测（各种雷达、气象飞机、稠密的雨量网）、室内实验（大云室和模拟实验）和各种云模式的理论研究，可以使人们针对不同类型的云和天气条件，采取不同的催化作业方法，人工增雨的效率大为提高。这一时期，美国提出了“动力催化”理论，并开展外场试验。到20世纪90年代全世界已有几十个国家开展了人工增雨试验研究工作，此项工作已被世界气象组织（WMO）列入了第二个长期计划草案（1988-1997）中。

现代应用

世界发展

美国从20世纪50年代开始进行大量的人工降水试验和计划，比较著名的有Climax I-II（1960-1965，1965-1970）冬季地形云地面播撒Ad烟剂试验；COSE（1979-1985）冬季地形云影响计划；SCPP（1972-1990）地形云影响计划和人工影响大气计划（AMP）。此外，还有其他国家的一些增雨试验和计划，包括以色列的Israel I-III（1961-1967，1969-1975，1976-1994）积云增雨试验；叙利亚的对流云和锋面云人工增雨计划；日本人工影响天气计划（1968-1972）；澳大利亚增雨计划（1988-1992）；WMO在西班牙波河河谷实施著名的PEP计划。截至2013年，全世界有几十个国家实施着100多项人工影响天气的计划，其中美国有40多项，影响面积约26万km2，居世界之首。美国和俄罗斯频繁需求与发展中国家的人工增雨合作计划，如南非、墨西哥的吸湿性焰弹积云催化试验；泰国的暖积云吸湿性催化试验和积云动力催化试验。

中国发展

中国的人工降水试验作业始于1958年，吉林省首先进行了人工降水试验，取得了实效。从1980年起，中国先后在吉林、内蒙古、陕西省、宁夏回族自治区、新疆5个省区进行了2个外场计划，完成了对这些地区云、降水微结构资料的观测、收集和整理工作。同时中国也开展了多项人工降水长期试验。福建古田水库地区在1975-1986年间连续12年开展了随机催化人工增雨试验，使该地区增雨24％；新疆白杨河的地形云催化作业，1984-1995年作业期间的年径流量增加11.6％；在黄河上游河曲地区的人工降水试验，使年降水增加20亿立方米，并有4.7亿立方米流入龙羊峡水库。2008至2018年间，中国在抗旱、防雹、生态环境保护和重大活动气象保障等方面的人工影响天气技术和应用得到了快速发展，开展了大量科学试验研究，并取得了重要成果。

基本原理

人工降水的原理是根据空中云的性质、高度、厚度、浓度、范围等，向云体播撒制冷剂（如干冰、丙烷等）、结晶剂（如碘化银、碘化铅、间苯三酚、四聚乙醛、硫化亚铁等）、吸湿剂（食盐、尿素、氯化钙）和水雾等，以增加云中冰晶浓度，弥补云中凝结核的不足，加强云中碰并活动，促使云滴增大，改变云滴的大小，分布和性质，加速雨滴的生长过程，从而达到增加降水之目的。

主要类型

人工降水在具体实施过程中可分为冷云催化、暖云催化和动力催化三种。

冷云催化

在温度低于0°C的冷云降水过程中，冰晶浓度起着重要的作用。根据降水粒子浓度的实测资料和理论估算，只有当冰晶浓度达到1个/升或更高的量级时，才有较高的降水效率。对因冰晶浓度不足、降水效率很低的自然云，若在其过冷却部位播撒成冰催化剂，就可以增加冰晶浓度。每克干冰或碘化银，可产生1012个以上的冰晶，若用几百克，就可以使几十立方公里云体的冰晶浓度达10个/升。这些人工冰晶通过伯杰龙过程迅速增长，促进冷云降水过程，使降水量增加。一些比较严格试验的统计分析表明，冷云催化可以增加降水量10—20％。如果人工冰晶的浓度很大，则形成的冰晶的平均尺度较小，它们从云中下落到地面的时间较长，在气流的作用下，会落到下风方向更远的地方而改变降水的分布。

冷云催化的温度条件：人工降水的效果同云的自然条件有密切关系。就冷云催化而言，云中的温度条件十分重要。就整个云体而言，云顶温度一般最低，常将它作为估计云中自然冰晶浓度的参数。当云顶温度低到一定程度时，云中常会形成大量冰晶，这时用人工方法增加冰晶，效果就不显著。反过来，云顶温度如果太高，碘化银等催化剂的成冰能力就太低，也不利于人工催化。所以对冷云催化法增加降水来说，云顶温度不宜太高或太低。一些地形云和积云的人工降水试验结果的统计分析表明，当云顶温度处于-10~-25°C时，人工降水的效果比较明显。这一最适宜的温度区间，称为播云温度窗。

暖云催化

在温度高于0°C的暖云里，降水主要在云滴碰并过程中得到发展。云滴越大，碰并增长就越快。计算表明，当云滴半径超过0.04毫米时，就可以迅速碰并而长成雨滴。在那种大云滴的浓度不足的自然云中，播撒大量半径大于0.04毫米的水滴，就能够促进降水过程。计算表明，每克水可以形成约几百万个大云滴，要催化10立方公里的云体，则需要几吨水。若往云中播撒一定大小的吸湿性物质颗粒或者溶液滴，它们能在云中吸湿而迅速长成大云滴，这样所需的催化剂量，就用不到水的十分之一。

除了播云以外，法国和苏联有人试验在地面加热，造成人工上升气流的方法，试图在一定气象条件下激发或增加降水。美国有人设想利用沥青或碳黑吸收太阳辐射，提高局地空气的温度，促进云的发展以增加降水。中国有人研究过爆炸对降水的影响。这些人工降水方法的研究，都还处在探索的阶段。

动力催化

通过冷云催化使云中产生大量冰晶，所释放的潜热将改变积云的宏观动力过程而增加降水。它是60年代在人工降水试验方面的一项进展。积云中上升气流的速度，主要决定于云内外温差造成的浮力。在发展旺盛的积云内，存在着大量过冷水滴。在这种云中播撒大量的成冰催化剂时，能使过冷水滴冻结而释放潜热，水汽在冰粒表面凝华时也释放潜热。估计这两种潜热足以使云中局部温度升高0.5°C左右，这将加大浮力而促使某些积云的上升气流速度增大，云体扩展，生命期延长，结果使进入云体的水分总量增大而增加降水量。虽然动力催化同一般冷云催化所用的催化剂一样，但着眼点不同，动力催化所用的催化剂量必须大大增加，才可能收效。积云动力催化在50年代曾作过初步的尝试，但周密设计的积云动力催化试验，直到1963年才开始。J.辛普森在美国佛罗里达州所做的随机试验表明，催化后积云的云顶平均增高1.6公里，平均雨量增加1.7倍。他指出，催化后云顶增高量同大气层结（见大气静力稳定度）有密切的关系。在其他国家和地区，也作过类似试验，但效果不一。有人对整个地区积云群体进行过动力催化的随机试验，初步结果表明有增雨的效果。

主要催化剂

催化剂（cloud-seedingagent）是指能够充当有效冰核的物质，所以有时也叫做核化剂（nucleating agent）。催化剂大致分为均质的、异质的、有机的和吸湿的四类。

均质催化剂

均质催化剂实际上起致冷作用，当其在云中播撒时，使播撒区迅速降温造成过冷云滴和气态水自发冻结形成冰晶，或触发自然冰核迅速大量活化。所以有人将这类催化剂叫做致冷剂或致冷催化剂。常用于人工降水的均质催化剂主要有干冰、液氮、液态丙烷等。

干冰

干冰（固体CO2）在-15℃时的汽化热为2.73105J/kg，是一种非常有效的冰核化剂。1g干冰可产生（2~8）1011个冰晶，在-1~-11℃之间基本与温度无关。干冰是固态的二氧化碳，没有任何有毒残余物。干冰必须直接播撒到云的过冷区，所以只能采取飞机播撒。

液氮

液氮在过冷云中播撒也会产生大量冰晶。液氮汽化温度（-195.8℃）低于干冰，汽化潜热9.96104J/kg。在过冷云中播撒会产生大量冰晶。液氟便于贮存、运输，价格低，易播撒，常采用电加热或加压喷射。

液态丙烷

液态丙烷在-15℃时的汽化热为3.94105J/kg，也是一种冰的致冷剂，1g丙烷可以产生与干冰大致相同数量的冰晶。丙烷可贮存于钢瓶中，但存在防火安全问题，不能用飞机施放，故多用于地面上消除机场的过冷雾。

异质催化剂

碘化银（AgI）和碘化铅（PbI2）属于异质催化剂，它们的晶格常数接近冰晶，当其微粒大小在0.1~1μm之间时成核率很高。由于铅有毒，会对环境造成污染，故慎用。碘化银经过燃烧，随即骤冷可产生大小合适的碘化银粒子，在温度低于-6℃时，1g碘化银可产生几十亿个有效冰核。为了促使碘化银溶于丙酮溶液，通常在碘化银丙酮溶液中加入碘化胺，从而提高碘化银的成核率。

有机催化剂

被确认为有效核的一些有机物质（碳的化合物）有间苯三酚、1，2，4-三氯苯、棉子糖、三聚氰胺等。在这些化合物中，有些呈现较高的活化（成冰）阈温，这对接近0℃的云层使用是有利的。这些有机物质可以生物降解，不像碘化银那样会在环境中富集，价格比碘化银便宜得多，而且具有较高的活化阈温。

异质催化剂和有机催化剂都是效率很高的冰核。所以有人把它们叫做成核剂或人工冰核。

吸湿性催化剂

具有吸湿性的物质，如食盐（NaCl）、尿素（NH2CONH2）、硝酸铵（NH4NO3）等，把它们播撒在云中，它们因具有吸湿性而迅速增长，长得较大的粒子与云滴不断碰并，形成水滴而产生降水。研磨过的这些物质（5~20μm）在云中播撒的量需要很大，因为它们的粒度相对碘化银大得多，而浓度却小得多。

由于食盐用量大，腐蚀性强，对飞机、设备和农作物都有影响，我国空军禁止用飞机播撒盐粉。而尿素和硝酸铵吸湿性很强，腐蚀性小，并且是农作物的生长肥料，是有效的暖云催化剂。单独使用尿素或硝酸铵效果不佳，使用它们的饱和溶液滴做为催化剂效果会更好。

实施条件

前提条件

1.合适的天气系统和云层条件。这是最基本的要求，如果缺乏适当的降雨系统和云层条件，即使进行人工催化影响，也是无法起到作用和取得效果。这就是为什么在天气晴朗或云层浅薄的情况下不实施人工增雨的原因。人工增雨是通过“触发机制”提高云的降水效率，而不是“造雨”。

2.有作业空域保障。就目前的主要作业方式来说，无论是飞机作业，还是火箭作业，都需要有作业空域的保障。增雨飞机飞行和发射火箭弹均会影响其他航空飞行，实施人工增雨作业必须得到军、民航飞行管制部门的空域批准。

必备条件

雨是从云中降落的水滴，陆地和海洋表面的水蒸发成蒸汽，水蒸气上升到一定高度后遇冷变成小水滴，这些小水滴便组成了云，它们在云里互相碰撞合并成大水滴，当它大到空气托不住的时候就从云中落下来，形成了雨。因此，要形成降雨，必须满足三个条件，云中水汽充沛、上升气流运动以及足够多的凝结核或冰核。人工降水则是在适当的天气条件下，通过人工干预的方式，影响云的微物理过程，从而达到增加地面降水的目的。

人工降水不是“凭空造雨”，它需要满足一定的气象条件。“巧妇难为无米之炊”，没有云是不能实现人工降水的。但不是所有的云都有降水潜力，只有那些云水资源丰富的云系才有开发利用的价值。必须在自然云已经具备一定降水潜力的基础上进行。人工降水作业需足以下三个条件：

实施方式

针对不同作业云系对象的宏观特征和降水特征，可选择使用不同的作业工具，主要分为飞机人工降水、火箭人工降水、高炮人工降水、地基发生器人工降水等。

空中作业

空中作业装备一般指作业飞机和机载作业装备。作业前作业人员会根据云的高度、范围、厚度等获取实时的气象与云信息并进行综合分析。利用飞机携带的制冷剂、人工冰核、吸湿剂等催化剂，通过飞机上的专用设备向云中播撒，改变云中微物理过程从而影响降水，实现增雨。根据不同的云层条件和需要，选用暖云催化剂及其播撒装置，或选用致冷剂（如干冰、液氮）及其播撒装置，也可挂载碘化银燃烧炉和机载焰弹发射系统进行作业。飞机人工降水的优点在于能将催化剂适时、适量播入适宜之区，飞机可装载探测仪器进行云微结构的观测和催化前后云宏、微观状态变化的适时跟踪监测。出于安全考虑，飞机一般不能进入对流云，所以，适宜飞机进行增雨作业的目标云系主要是地形云、层状云，如高层云、雨层云、层积云。

高炮和火箭人工降水作业

这种作业技术是将催化剂在合适的时段按需要的剂量输送到云的合适部位，其优点是不受飞机放飞条件的限制，尤其适宜于进行对流云人工增雨作业，其缺点是地基高炮火箭相对于飞机而言机动性较差，作业及影响范围相对小，但适合于在固定目标区（如为水库增水）作业。例如：WR-1B型增雨防雹火箭作业系统是目前经中国人工影响天气办公室唯一认定的火箭作业系统。它采用中国气象科学研究院BR-91-Y型高效碘化银焰剂，产生含碘化银的复合冰核气溶胶，具有很高的成核率，其性能指标高于美国和独立国家联合体的同关产品。

人工影响天气火箭具有运输便捷、机动性强的优点，且增雨催化效果较好，但受空域使用限制，使用火箭弹需提前向空管部门申请，以免影响空中航线安全。

燃烧炉人工降水作业

地面烟炉是固定在山地迎风坡上地势较高处的地基人工降水设施。通过点燃烟条，燃烧催化剂，使粒子利用迎风坡上升气流进入云中，达到增雨的目的。烟炉作业点的设置需要特定的条件，常用于山区地形云人工降水作业，通常对服务春、秋、冬季森林防火较为有利。其安全性能高、作业成本低、便于遥控、不需空域申请。另外，在冬季大雪封山时或人迹罕至的地方，也可以进行作业，因此，地面烟炉可以和人工增雨高炮、火箭作业互为补充。

主要特点

人工降水的好处是可以有效地进行农田抗旱或解决人畜用水以及森林防火的问题。它是气象部门直接开展抗旱的重要科技手段。但其短时间内造成空气中悬浮微粒增加1.5倍，造成短期内的空气污染，但大多对人体无害。

人工增雨并不是想增就能增的，它是一项需要“天时”“地利”多方面因素配合，才能开展的气象科学工作。

对环境影响小

人工降水采用的催化剂主要是干冰（固体二氧化碳）、液氮、碘化银等，这些催化剂具有很高的成冰能力，每次作业只需要少量。以常用的冷云催化剂来说，干冰、液氮汽化后成为二氧化碳和氮气——都是空气的主要组成部分，因此它们都是“生态安全催化剂”，不会污染环境。长期监测发现，人工影响天气作业使用的碘化银用量非常小，作业区域水体和土壤中积累的银离子浓度远低于世界卫生组织规定的浓度。所以，正确使用催化剂不会造成环境污染。

对水汽通量的影响甚微

遇到大范围降水过程，云中所含的水汽是不断补充的，云系随上升气流的变化而不断更新。在每次降雨时，云中的水汽都是充足的，人工催化影响的主要是已形成的云，但云中粒子不够大，掉不下来的那部分水凝物，所以，人工催化作业对水汽通量的影响微之甚微。当然，人工影响天气效果评估也是一个世界性难题，随着规模化人工影响天气作业的发展，气象工作者对人工增雨等可能带给天气系统下游的影响保持密切关注，并做进一步深入研究。

应用领域

人工降水是生活中最为常见的人工影响天气的类型，在有利于降水的天气条件下，采取人工干预的方法，在自然降雨之外再增加部分降雨的一种科学手段。人工降水可以有效地进行农业抗旱，解决人畜用水以及森林防火，同时也合理开发和利用了空中云水资源。

农业防旱抗旱

干旱是一种因长期无雨或少雨造成空气干燥、土壤缺水的气候现象。长期的大范围干旱形成旱害，将使农作物大幅度减产，甚至颗粒无收。旱害是中国历史性的自然灾害，受害面积最大、范围最广、对农业生产的危害最重。在降水资源总体偏少、旱灾多发频发的中国，抓住时机开展人工降水作业，已成为抗旱减灾、涵养水源、保护生态的重要手段。有研究表明，在有利气象条件下，人工降水作业可增加15%至25%左右降水量；降水量增加可增强大气沉降过程，还对改善空气质量有积极作用。中国最早做的人工降水是在1958年，吉林省这年夏季遭受到60年未遇的大旱。这次作业用的是食盐，由空军二航校的飞行员周正驾驶一架杜-2型轰炸机，在云层播撒了将近200千克。杜-2型轰炸机是当时解放军的主力机型，这次行动也是一次准军事行动。

水库增蓄保供水

人工降水在水库增蓄保供水方面的应用，是通过科学的手段和技术，利用云水资源，增加降水量，以达到补充和增加水库蓄水量的目的。这种方法不仅能够有效缓解旱情，还能为农业生产、城市供水等提供必要的水资源保障。人工降水保供水的需求在中国浙江尤为突出，全省63%的地面火箭人工增雨作业点主要服务于水库。根据重大水利工程蓄水增雨需求，中国北京、河北省联合建成包括潮白河流域在内的约3.5万平方公里的人工增雨作业网，年均增加库区来水量2600万立方米。北京、河北连续多年在密云区、官厅水库等水库开展空地联合增雨作业，2021年5月至10月人工增雨作业增加水量为4563万立方米。2022年7月以来，“北方大水缸”丹江口水库汇水区出现重度以上气象干旱。8月25日，湖北、陕西省、河南省抓住有利降水天气条件，开展跨区飞机联合增雨作业，为丹江口水库汇水区增加降水近6000万立方米。

图片参考资料：

森林防火

森林火灾是一种突发性强、破坏性大、处置救助较为困难的自然灾害，全世界平均每年大约发生森林火灾22万次，受灾森林面积达1000×104hm2。根据中国国家统计局社会发展公报显示，仅2021年中国就发生森林火灾616起，受害森林面积约0.4万hm2。在具备作业条件的情况下，人工降水是一种有效的控制火情的手段。人工降水是人工影响天气最常见的作业内容，一般利用飞机、火箭、大炮、燃烧炉、焰弹等工具将碘化银、干冰等催化剂送入云中过冷部位，增加云中冰晶和凝结核，促使更多的水汽形成雨滴降到地面，早在20世纪60年代，苏联就实施过飞机人工增雨用于护林，美国、澳大利亚等国开展人工增雨灭火实验。中国的不少林区都曾采用过人工增雨的手段来协助扑火作业。如2019年11月15日12时50分许，郊区周潭镇施湾村黄栗山发生森林火灾，火势顺西南风迅速向芜湖市无为市境内蔓延，16日无为县过火面积超过1100亩，其中烧毁森林面积约350亩。当地政府及时协调整合全市及黄山市森林消防队等市外支援队伍6支救火队伍、800人全部进入救火战场，全力以赴开展扑救。17日芜湖市气象局组织火箭和烟炉在火场上空实施了多点立体化交叉式人工增雨作业。

空中云水资源利用

空中云水资源是指存在于大气中的液态水和固态水总量，是通过人工干预可以直接开发利用的水资源，主要分布在对流层大气中，集中在中低层的云里。从自然云的降水效率来看，对流云平均降水效率为56%，层状云为29%。地球水循环系统是周而复始的，作为淡水资源最重要的来源，大气降水实际上来自海洋和陆地水的蒸发；水汽上升，在天空冷却凝结成云，再以雨、雪等形式降落到地面，渗入土壤，或形成径流汇入江河湖海；水再次蒸发，补给大气水汽，循环不已。

据中国气象局的调查数据显示，中国年平均云水资源（含水汽）为22万亿吨，是年平均降水量的近4倍，其中可开发的云水资源每年达2800亿吨，相当于7个三峡水库。但中国当下的云水资源的利用率仍比较低，仅为20％左右，空中云水资源开发潜力巨大。人工降水是最直接、最有效、也是投入成本最低的一种增加降水的措施，它实际上起着调节云水资源季节性和地区性分布不均的作用。研究表明，只要具备一定的天气条件和适合的云物理条件，人工降水作业可在自然降水基础上增加10%~20%。

军事领域

1946年11月13日，谢弗尔（V.J.Schaefer）进行了一次历史性的播云飞行。这一成功的试验给一些国家的军队也带来了希望。对他们来说，这一发现意味着在军队作战的战术技术方面很有可能做到：在空军作战用的简易机场上进行消雾；用人造暴洪破坏敌人的后勤运输；制造干旱；将飓风和陆龙卷的路径引导到敌国的军港用诱发闪电来制造大规模的林火；甚至引导施加了病毒的云在敌国人口稠密区降水以制造恐慌。正因为如此，他们对这一发现反映得如此之快，以致在其后几个月里军队对人工影响云的计划在经费上给了很大的支持。1967-1972年，美国曾进行过"中间人-爱国者行动"，利用飞机播撒干冰的方法人工降雨，延长雨季，用于截断越南的“胡志明小道”。这一行动先后出动2600架次飞机，造成山洪暴发，杀伤巨大。1978年，一项国际条约禁止将人工影响天气用于军事和敌对目的。并在1992年的《联合国气候变化框架公约》中再次重申了禁止研发气象武器。

费用举例

常见的人工降水主要有两种，一种是用飞机把干冰等冷却剂撒播到云中，使云内温度显著下降，细小的水滴冰晶迅速增多加大，迫使它下降形成降水。而另一种是利用火箭、炮弹把化学药剂打向高空，轰击云层产生强大的冲击波，使云滴与云滴发生碰撞，合并增大成雨滴降落下来。一枚降雨弹的价值大约在4000元，发射一枚降雨弹还要加上人工成本、发射车使用成本，共计约6000多元。相比之下，用飞机在云层中撒播冷却剂、使云层中的水滴凝结增大形成降雨会花费更高的成本，每次飞机出动到降雨成功大约要花费400多万元，洒在云层中的冷却剂价值就达到了几十万元。以浙江省义乌市气象局2004年的统计数据为例，为实施人工增雨，义乌市有关部门购置了火箭发射架、一辆工具车和卫星定位仪，这3项固定投资共计约22万元，另外每发射一枚火箭弹需要的成本约为2000元。当年义乌共进行13次作业，发射181枚火箭弹，平均每次作业的成本约3万元。

实施人工降雨的时候，不管是发射炮弹还是用飞机洒播冷却剂，其实都不能够完全控制成本。因为现实情况是很复杂的，云层中的温度不同，也会使用不同的药剂，而且云层的范围、湿度、风向都会影响到降雨效果，所以就需要经过一系列的测试和计算，才能够进行一次真正成功的降雨，往往在最后都会导致费用超支。

发展趋势

播云优化技术的建立是决定播云效果的关键，对一些关键不确定性科学问题的深入探讨和理解有利于从根本上提高人工影响业务的科技水平。如何识别可播性云，确定播撒剂量、时间、位置，播撒后的响应时间、播撒的覆盖面和影响体积、播撒物质的跟踪、扩散、传输等，这些关键问题的解决需要利用现代观测和数值模拟技术，这是今后人工影响科研和业务面临的紧迫任务，也是人工影响科技发展的趋势。