石羊河流域人工增雨雪的效果評估分析

許蔚生 孫占峰 王興濤

摘要：統(tǒng)計檢驗和物理檢驗是人工增雨（雪）常用的評估方法，統(tǒng)計檢驗需要大量試驗樣本，物理檢驗?zāi)壳爸饕抢走_觀測演變狀況和飛機直接觀測云內(nèi)微物理參數(shù)。為了在人工影響天氣作業(yè)后盡快得出評估結(jié)果供政府及環(huán)境保護等部門參考，利用雨滴譜記錄數(shù)據(jù)對一次人工增雪作業(yè)后的效果進行了評估，發(fā)現(xiàn)這些數(shù)據(jù)在沒有常規(guī)降雪記錄情況下具有一定的參考價值。從評估結(jié)果看，人工增雪作業(yè)后，降水強度有明顯增大的趨勢。本文運用統(tǒng)計學(xué)方法分析了石羊河流域水資源的現(xiàn)狀和人工降雪作業(yè)的效果。結(jié)果表明，人工降雪在石羊河流域水資源增加明顯，同時指出冬春季在石羊河流域進行人工增雪具有一定的潛力，是切實可行的。

關(guān)鍵詞：人工增雨雪；降水強度；評估結(jié)果。

一、概況

武威市位于河西走廊東部，地處青藏高原北坡的中緯度地帶，南靠祁連山脈，北鄰巴丹吉林和騰格里沙漠，東接黃土高原西緣，西為走廊平川，境內(nèi)山地、高山、平原、沙漠、戈壁和冰川等交錯分布，海拔從1200米到4900米，地形地貌極為復(fù)雜。武威市年平均降水量約260毫米，水資源匱乏且時空分布極為不均，降水主要在夏秋，冬春稀少，中、北部綠州農(nóng)業(yè)區(qū)年平均降水量僅為110-170毫米，南部山區(qū)最大降水約600毫米以上。

武威市所處石羊河流域是我國內(nèi)陸河流域人口最密集、水資源嚴重匱乏、用水矛盾十分突出、生態(tài)環(huán)境極度脆弱的流域之一，也是全國乃至全世界極度干旱缺水的地區(qū)之一。近年來，武威市委、市政府圍繞石羊河流域生態(tài)環(huán)境重點治理，確立了“天上水、地表水、地下水”“三水”齊抓的方針，將人工增雨雪作為實施生態(tài)立市戰(zhàn)略、增加水資源總量的重要手段之一，著力健全保障機制，完善作業(yè)體系，擴大作業(yè)規(guī)模，提升增雨效益，為抗旱減災(zāi)、緩解水資源供需矛盾和生態(tài)文明建設(shè)提供了有力保障。目前武威市共建成火箭增雨雪作業(yè)點45個、高炮增雨防雹作業(yè)點14個、焰彈增雪作業(yè)點4個，作業(yè)覆蓋受益面積6000平方公里以上。

二、人工增雨雪的效果評估分析

1、評估對象：2014年1月1日-2014年12月31日石羊河流域人工增雨雪作業(yè)效果。

2、人工增雨雪作業(yè)情況：2014年1月1日-2014年12月31日石羊河流域所屬武威市三縣一區(qū)63個人工增雨雪作業(yè)點累計作業(yè)545點次，發(fā)射增雨火箭1743枚、高炮彈1962發(fā)，施放增雪焰彈2880枚。

3、降水實況：2014年1月1日-2014年12月31日武威市平均降水總量為326.2毫米，較歷年平均偏多25%。其中涼州237.6毫米、民勤129.5毫米、古浪447.2毫米、天祝414.6毫米、烏鞘嶺490.4毫米。全市平均降水量為1971年以來次多值。與歷年相比：涼州偏多39%、民勤偏多14%、古浪偏多27%、天祝偏多15%。

三、評估結(jié)論

通過序列試驗法、區(qū)域雙比試驗分析法、歷史相似天氣對比分析法、區(qū)域回歸分析法、區(qū)域?qū)Ρ仍囼灧ǖ葘ο嚓P(guān)數(shù)據(jù)資料計算分析，以及利用區(qū)域數(shù)值模擬試驗?zāi)Ｐ?、集合分析模型等?shù)值模擬計算，扣除因氣候因素自然降水過程多而相應(yīng)增加降水部分外，2014年1-12月武威市人工增雪的效果為29.3%，人工增雨的效果為27.6%。利用面雨量計算方法和階梯層次分析法，根據(jù)增雨作業(yè)點分布和作業(yè)點次及發(fā)彈量計算，武威市人工增雨雪作業(yè)點覆蓋及受益面積6000平方公里以上，作業(yè)覆蓋及受益區(qū)平均增加降水量90.4毫米，經(jīng)換算，增水量達5.42億立方米以上。

四、典型人工增雨（雪）作業(yè)過程效果

1、2月16～17日開展的人工增雪作業(yè)，共發(fā)射增雪火箭彈61枚、施放增雪焰彈520枚，作業(yè)后全市普降小到中雪，局地大雪，祁連山區(qū)哈溪、祁連、旦馬積雪厚度達8～13厘米。據(jù)HJ-1B/CCD、IRS衛(wèi)星資料顯示，祁連山東段山區(qū)積雪面積為1140.48平方公里，較去年同期（879.96 平方公里）增加了30%。（圖1）

2、4月24日開展的人工增雪作業(yè)，共發(fā)射火箭38枚、高炮45發(fā)，作業(yè)后全市普降小到中雪，局地大雪，西營山區(qū)最大雪深約20厘米，祁連、旦馬、哈溪、大紅溝雪深約10厘米。據(jù)2014年4月24日HJ-1B/CCD、IRS衛(wèi)星資料顯示，祁連山東段山區(qū)積雪面積為4190.72平方公里，較去年同期（121.39 平方公里）增加了33.5倍（圖2）。

3、7月7～8日聯(lián)合永昌縣實施跨區(qū)域聯(lián)合增雨作業(yè)，共發(fā)射增雨火箭76枚、高炮94發(fā)，作業(yè)后全市普降中到大雨，有21個作業(yè)點出現(xiàn)大雨，最大降水出現(xiàn)在古浪大靖，降水量為46.8毫米，增雨作業(yè)點降水量比遠離炮點的城區(qū)降水量多28.8%，使西營、金塔、雜木、黃羊四大河流來水量增加2.9～7.9倍。

五、 小結(jié)。通過以上分析，對武威市人工增雨（雪）作業(yè)，提出以下建議，僅供參考。

1、人工增雪效果略好于人工增雨，焰彈、火箭增雪效果好于高炮，火箭增雨效果好于高炮。 2、層狀云的人工增雨（雪）效果好于對流性積雨云。 3、祁連山區(qū)人工增雨（雪）效果好于走廊平川區(qū)。

4、云的相對濕度在90%以上，增雨（雪）效果較好，濕度較低，效果欠佳。

參考文獻

[1]劉伯華，馬曉龍，曹建新. 人工增雨（雪）指揮系統(tǒng)構(gòu)建與研究[J].中國環(huán)境管理干部學(xué)院學(xué)報，2013，（04）：34-37.

[2]曾光平，劉峻；人工降水試驗效果檢驗的統(tǒng)計模擬方法研究[J]；氣象學(xué)報；2014年02期

[3]錢莉；王文；張峰；楊永龍；；河西走廊東部冬春季人工增雪試驗效果評估[J]；干旱區(qū)研究；2014年04期

[4]李宏宇；王華；；北京地區(qū)人工增雨作業(yè)效果統(tǒng)計分析[A]；中國氣象學(xué)會2014年年會“人工影響天氣作業(yè)技術(shù)專題研討會”分會場論文集[C]；2014年