为预防冰雹灾害，世界上许多国家都开展了人工防雹的作业和试验研究。从20世纪50年代末期开始，法国、意大利、加拿大、美国、苏联等国对冰雹和冰雹云进行了一系列的基本观测研究，推动了防雹工作的开展。20世纪60年代，苏联科学家G.K.苏拉克韦利泽（G.K.Sulak-Velidze）提出冰雹形成累积带理论，并以此为基础建立了人工防雹的概念模型，引导苏联在人工防雹研究和实践中取得了很大成绩。针对上述理论，美国首先开始了证实性试验计划，于70年代开展了国家冰雹研究试验，虽然试验对苏联的播云抑雹原理和试验方法未获证实，但试验也明确指出了播云抑雹存在播云目标不易检测、雹胚形态地区差异大等困难，成功的播云技术不能简单地从一地向另一地推广。80年代末到90年代，美国通过两期外场试验计划（北达科他雷暴计划和北达科他示踪剂计划）揭示出大平原的雷暴基本特征，并确立了播云概念模式，即在冰雹云中引入人工冰晶激发有利竞争，使之增雨减雹。世界上已有30余个国家开展了人工防雹试验和作业，从其中组织较好的，试验年代较长的人工防雹情况来看，大多数有一定成效。

中国自1958年开始组织人工防雹的科学试验和实用性作业。自20世纪70年代以来，先在山西昔阳、甘肃岷县和平凉、新疆昭苏等地，后来发展到华北、华东、西北、西南和东北等多个省(自治区、直辖市)，开展了有设计、有组织的人工防雹试验，一些省(自治区、直辖市)还建立了相对固定的人工防雹作业和试验研究基地。中国的人工防雹基本上依据“有利竞争”的防雹原理，同时结合中国的防雹实验研究和防雹作业实践，建立和发展了人工播云增加雹胚实现有利竞争和爆炸防雹兼有的催化方法，逐步形成了较系统的防雹作业体系。多数开展防雹作业的地区取得了一定的防雹抗灾社会和经济效益。

人工防雹的原理大致可概括为以下几种。①在自然冰雹胚胎源区播撒人工冰核，使之核化并通过凝华、碰冻过程增长形成人工雹胚，与自然雹胚争食云中的过冷水，抑制较大冰雹的形成，简称“有利竞争”。②人工干预促进雹胚形成区提前产生降雨，以便大量消耗可能参与冰雹生长过程的过冷水含量。③降低冰雹生长轨迹，使雹胚生长因含水量较低、经历时间短而受到抑制。④在云内引发动力效应，包括引发下沉气流使雹云解体，或激发多个小单体的早期发展，使局地上空对流性不稳定能量先期逐步释放，不致积累。爆炸效应也属于该原理范畴。⑤过量播撒人工冰核，使雹云中的过冷云水产生冻结而完全冰晶化，从而不经历碰冻、凇附过程，不产生霰，也就阻止了冰雹的形成。

上述几种原理中，第①和第②类原理在国际上被认为是最有希望成为防雹作业设计依据的防雹原理。爆炸效应则是中国防雹工作中一直采用的原理之一。

“有利竞争”的防雹概念是20世纪60年代苏拉克韦利泽提出的，应用比较广泛，国内外开展的许多人工防雹试验都是基于该原理设计的。该原理的概念可描述为：在自然冰雹云的中上部位，温度为0～-20℃（甚至更低）的云层中，存在有过冷水“累积带”，其含水量可达20～30克/立方米，冰雹就生长在这个区域内（称为雹源），但其中缺少能长成冰雹所必须的胚胎（雹胚）。所以在雹云中强大上升气流的支持下，云中充足的过冷水使相对较少的自然雹胚越长越大，直至上升气流托不住时降到地面即为冰雹。在此认识基础上，提出了向冰雹云中播撒足够多的人工冰核，形成人工雹胚，使人工雹胚与云中自然雹胚“争食”过冷水，从而抑制冰雹使之不能长大的概念。

第②类防雹原理的概念，最早是由苏联学者根据双波长雷达和垂直指向多普勒雷达探测雹云的资料而建立的。其概念可描述为：雹胚在小的发展云塔中形成，温度处于0～-20℃，开始仅有过冷水滴存在，在此区域播撒人工冰核可形成冰水混合云，冰晶迅速增长至毫米尺度，使该区域内的弱上升气流不能支持这些质粒，遂落出该区域而不参与冰雹增长过程。这种提早形成的雨，从雹胚形成区落出而消除了液态水，并伴随水负荷和下落蒸发冷却所造成的负浮力，减弱了上升气流。设想的这种播撒引起的过程可抑制冰雹的产生。苏联于1969～1973年曾对雹胚形成区先后播撒盐粉和碘化银，使之产生降水，并获得成功。

降低冰雹生长轨迹是很有吸引力的防雹概念，这样既可以减少雹胚在生长区的时间，又可减少到达冰雹增长区的液水含量，从而显著减少大雹浓度和落雹总质量。其关键在于对雹胚生长区播撒浓度适当的催化剂，一般达10²个/立方米，使之形成较大质粒，充分减少液水量以延迟自然冰雹的增长。最有效的方法是进行吸湿性核的播撒，而且可以通过雷达观测，比较天顶部位回波是否减弱来从物理上论证。1972年美国北达科他试验计划，曾播撒吸湿剂促进碰并增长形成大的雹胚。数值模拟试验也表明对雹云的雹胚形成区播撒碘化银，可使初始回波高度降低400～600米；而同样条件下播撒吸湿性核，可降低回波高度1000米，回波出现的温度也明显提高。

爆炸效应防雹原理在中国的防雹实践中应用较多，在国际上尚有一些争议。在中国的防雹实践中，基于人工防雹初期单纯使用高射炮在雹云内产生爆炸的方法所显示的统计结果有效性，至今中国防雹作业仍主要采用高射炮携带碘化银同时产生爆炸的复合作用。有关爆炸防雹原理，仍需继续深入研究，进一步做出可靠的物理论证，但不应完全否认爆炸对防雹的积极作用。

过量播撒使雹云中的过冷水完全冰晶化的防雹原理，要求对雹云进行全面过量播撒，在实践上一般不可能做到。而且，如果能成功地进行这种催化作业，虽然肯定不会形成冰雹，但是这种方法的副作用是可能造成风暴的总降水量明显减少。冰雹季节一般比较干旱，如果防雹造成降水减少，会大大抵消防雹的经济效益。因此，此种防雹方法并不可取。

截至2014年，人工防雹作业主要还是依据“有利竞争”的原理，通过播云增加冰雹云中的雹胚达到抑雹的效果，中国的防雹作业中由于主要采用高炮作业。因此，炮弹爆炸产生的爆炸效应也可能会对雹云造成影响。考虑催化和爆炸的复合作用是中国人工防雹的一个技术特点。防雹作业中所使用的播云催化剂主要为碘化银，播云的主要工具是高炮、火箭和飞机。常用的人工防雹作业方式就是通过高炮或火箭将装有碘化银的弹头发射到冰雹云的适当部位，以喷焰或爆炸的方式播撒碘化银，或用飞机在云层下部播撒碘化银焰剂，或者在地面选择有利的地形，布设催化剂发生装置，利用上升气流将其产生的催化剂微粒携带到云中，以求实现与其他作业方式可能达到的同样效果。在播云防雹作业中，雷达监控起到至关重要的作用，因为对冰雹云作业，首先要识别冰雹云，否则就会盲目作业，而雷达监测是判别冰雹云的最重要的技术手段，通过雷达监测并结合其他技术手段识别冰雹云，指挥防雹作业是必不可少的。

冰雹云有多种类型，针对不同类型的雹云的具体识别指标和作业技术会有所不同，但其关键都是要确定适宜的作业时机、作业部位和作业剂量。

①作业时机。在防雹作业中要掌握最佳的作业时机。防雹作业时机的选择通常指冰雹云发展阶段而言，即根据防雹概念模式选择冰雹云发展的适宜阶段进行作业。由于各地的地形、气候特点不同，雹云生成发展的情况也可能不同，必须从本地具体情况出发，确定防雹作业的一些具体指标，当指标满足时，就可以进行作业。

②作业部位。大量的探测研究表明，冰雹胚胎大多形成于-4～-10℃的环境中。播撒催化剂形成的人工冰晶需要有较好的水汽增长环境和一定的时间才可能成长为雹胚，防雹作业要考虑使人工冰晶形成的雹胚能够进入主要的冰雹生长区以争食过冷水。因此，为使催化剂发挥作用，防雹作业的播撒高度不能太高，一般高度区间应在-6℃层以上，播撒厚度在1千米，个别也可达2千米，最好在较弱的上升气流区，那里也是自然雹胚比较容易形成的位置。防雹作业的水平部位则决定于雹云的类型和发展阶段，雹云在雷达回波上出现的特定回波区也是确定作业部位的重要参考。

③作业剂量。人工防雹作业催化使用的炮弹或火箭中均包含一定量的碘化银类催化剂，它通过爆炸或燃烧形成大量的人工冰核，可以在播撒的云区显著增加冰晶的浓度。防雹作业需要在冰雹云的特定区域形成足够数量的冰晶，作业剂量的估算需要考虑播撒体积、播撒云区含水量、催化剂成核率、催化剂在炮弹或火箭中的含量等一系列数据，同时还应综合考虑冰雹云的类型、强度、发展阶段和持续时间等因子的影响。

科学客观的防雹效果检验，对提高防雹水平，验证和改进防雹理论及方法非常重要。它有赖于科学的试验设计，作业前后云的宏微观特征的观测以及资料的收集和分析。由于降雹是一种小概率事件，降雹的时空变率很大。在以技术应用为目的的人工防雹作业中，无法采用随机催化的方法。截至2014年，中国的人工防雹作业中仍主要采用一般的统计检验方法。有关人工防雹的物理检验，也已受到愈来愈多的重视，物理检验需要对冰雹云物理结构和冰雹的形成机制具有更细致深入的了解，观测和研究手段的提高也是物理检验的瓶颈。人工防雹的物理检验主要选择雹云和降雹的物理特征进行统计分析，在实践中总结的可供选择的一些特征参量有：雷达回波形态、强度、顶高及其变率、雹谱、雹雨比例以及落地冰雹动能等。

各种新技术的发展和应用，促进了人工防雹技术的发展。在冰雹云探测方面，随着雷达技术的发展，双偏振雷达的应用逐渐发展起来，具有双偏振功能的多普勒雷达系统可以探测到与降水粒子类型形状、分布以及下落运动等要素密切相关的参数，从而可以得到降水粒子微物理结构的更多信息，利用这种特性，使用双偏振雷达识别雹云中混合相态降水中的冰雹粒子成为可能。随着技术的发展，利用常规气象雷达和双偏振雷达相结合，可以建立更为有效的综合的雷达识别雹云的指标。数值模式将成人工防雹研究和业务中的重要工具。计算机资源已经能够提供具有短期预报价值的云实际模拟能力，具有详细雹云物理过程、具备资料同化功能的三维冰雹云催化数值模式已开始应用于人工防雹的研究并不断得到发展，这也使三维冰雹云模式在人工影响天气业务中的有效应用成为可能。