随着全球气候变暖与极端天气增多，干旱对人类的威胁与日俱增，实现对空中水资源的有效开发利用迫在眉睫，人工增雨是开发空中水资源的主要手段。与化学催化等传统增雨方法相比，声波增雨具有响应迅速、不受空域限制影响、方便效果检验和环境污染小等优势，应用潜力巨大。大量室内与野外试验均证明，低频高强的声波能有效增强降水，其关键物理机制是促进微米级云滴间的碰并，加快大云滴产生和降水形成。然而对声波增雨的理论研究还十分欠缺，不少理论计算的假设或结论与实际情况大相径庭。我们基于来自声波清灰领域的同向团聚理论，在区间法和拉格朗日法这两种传统方法的基础上构建了更精确和高效的混合模型数值求解动力碰并方程（KCE），模拟声波增雨过程中的云滴粒径谱演化和降水进程，加深对声波云物理作用的理解。我们发现声波在弱湍流条件下显著促进了云滴碰并和宽谱云滴谱的演化，105-110 dB是声波促进云滴碰并的临界声压级，40-50 Hz则是最优频率，这与室内实验结果吻合；声波减小了低层云中云滴的平均粒径，并在垂向风速较大时通过与凝结的耦合作用增加了云滴的液态水含量，这同样符合野外试验中的雷达观测结果。湍流较弱、气溶胶数浓度较高、垂向风速较大、云层高度较低是声波增雨的理想环境条件，我们还可以采取改进发声设备、改进作业流程、与催化剂增雨共同作业等手段提高声波增雨的效率。
 

声波增雨,Ka雷达,混合模型,云滴粒径谱,动力碰并方程