阜新市夏季人工增雨作業(yè)指標(biāo)研究

孫 可，孫寶利，劉 繼

（阜新市氣象局，遼寧阜新123000）

阜新市夏季人工增雨作業(yè)指標(biāo)研究

孫 可，孫寶利，劉 繼

（阜新市氣象局，遼寧阜新123000）

本文統(tǒng)計(jì)分析2012年～2016年，近五年的阜新地區(qū)夏季人工增雨作業(yè)天氣形勢，總結(jié)出夏季（6月～8月）實(shí)施人工增雨作業(yè)判別指標(biāo)，為科學(xué)有效開展人工增雨作業(yè)提供技術(shù)支持。結(jié)果表明：阜新地區(qū)6月份e-Ei>0區(qū)域高度位于3～4km，7～8月份高度位于4～5.5km；雷達(dá)的基本反射率在25dBz～55dBz、液態(tài)水含量LWC>0.15g/m3、回波頂高>6km，有利于開展人工增雨作業(yè)。

人工增雨；統(tǒng)計(jì)分析；作業(yè)指標(biāo)

自20世紀(jì)60年代以來，國內(nèi)的一些氣象專家利用氣象探測、雷達(dá)觀測產(chǎn)品、衛(wèi)星云圖等資料進(jìn)行了許多人工增雨作業(yè)過程的研究，通過學(xué)習(xí)指標(biāo)對比分析、多元逐步回歸分析等方法，總結(jié)出人工增雨作業(yè)活動(dòng)中一些實(shí)用性成果[1]。例如：唐林等統(tǒng)計(jì)分析湖南省夏秋降水過程的天氣形勢及作業(yè)條件，得出夏秋干旱期雷達(dá)回波參數(shù)特征和人工增雨作業(yè)判別指標(biāo)[2]；李秀琳等對渭南市1997年～2006年間46次降水天氣過程中的雷達(dá)回波強(qiáng)度、回波頂高、速度場等產(chǎn)品資料進(jìn)行人工增雨潛力分析，得出了層狀云、對流云、混合云的雷達(dá)參數(shù)特征，并總結(jié)出了人工增雨作業(yè)條件判別指標(biāo)[3]。

本文通過統(tǒng)計(jì)，2012年～2016年夏季阜新市78次人工增雨作業(yè)資料，分析增雨作業(yè)云系特征，并利用人工增雨指導(dǎo)產(chǎn)品資料和多普勒雷達(dá)產(chǎn)品參數(shù)資料，得出了人工增雨作業(yè)條件判別指標(biāo)，為阜新市人工增雨作業(yè)提供參考。

1 資料來源及說明

本文使用的資料為2012年～2016年阜新市夏季人工增雨作業(yè)指導(dǎo)產(chǎn)品和多普勒雷達(dá)產(chǎn)品。雷達(dá)資料來源于多普勒雷達(dá)體掃數(shù)據(jù)，在統(tǒng)計(jì)分析過程中選取：基本反射率、回波頂高、垂直液態(tài)水含量（LWC）等產(chǎn)品。本研究給出阜新地區(qū)開展人工增雨作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：當(dāng)預(yù)報(bào)降水量＜5mm時(shí)不宜開展增雨作業(yè)，預(yù)

2 阜新市人工增雨作業(yè)的常用雷達(dá)回波特征

2.1 人工增雨目標(biāo)云系

統(tǒng)計(jì)阜新市2012年～2016年，夏季78次降水過程與多普勒雷達(dá)資料時(shí)發(fā)現(xiàn)（見圖1），在不適宜增雨的云系中，占比最大積狀云為2/3。在可以增雨和適宜增雨的云系中，在層狀云和混合云系開展人工增雨次數(shù)占比88.3%，其中混合云降水32次，出現(xiàn)的次數(shù)最多，大于層狀云的21次，積狀云降水最少。所以，阜新地區(qū)人工增雨作業(yè)時(shí)，出現(xiàn)較大面積層狀云和混合型云時(shí)，指揮人員應(yīng)考慮開展人工增雨作業(yè)。在43次適宜人工增雨過程中，日降水量最大為102.3mm，出現(xiàn)在2013年7月15日，日降水量最小為10.1mm，出現(xiàn)在2015年7月28日；17次可以增雨過程中，日降水量最大為9.9mm，出現(xiàn)在2013年7月8日，日降水量最小為5.3mm，出現(xiàn)在2016年6月14日。

圖1 2012年～2016年，78次降水過程與云系關(guān)系圖

2.2 e-Ei統(tǒng)計(jì)分析

統(tǒng)計(jì)阜新市的東北區(qū)域中尺度模式人影產(chǎn)品e-Ei剖面圖發(fā)現(xiàn)（圖2）：6月份人工增雨過程中e-Ei>0的區(qū)域位于700hPa左右，相當(dāng)于3～4km的高度；7～8月份增雨中e-Ei>0的區(qū)域位于600hPa左右，相當(dāng)于4～5.5km的高度。

2.3 雷達(dá)反射率因子分析與增雨效果

反射率因子能夠直觀地反映出降水回波的發(fā)展變化特征，可以判斷降水強(qiáng)度、降水量級和降水路徑的變化趨勢。另外反射率因子能夠比較清楚地反映出云系、鋒面、颮線等天氣學(xué)特征，因此反射率產(chǎn)品比較廣泛地應(yīng)用到人工增雨業(yè)務(wù)中。

通過統(tǒng)計(jì)與分析2012年～2016年雷達(dá)產(chǎn)品發(fā)現(xiàn)：基本反射率與降水量之間呈線性正相關(guān)，基本反射率因子值越大的區(qū)域，出現(xiàn)的降水量就越大，反之則降水量越小。具體為當(dāng)反射率因子＜20dBz時(shí)，降水很小或無降水；當(dāng)反射率因子在20～30dBz之間時(shí)，降水量大于10mm的可能性較大，約占74%；當(dāng)反射率因子＞30dBz時(shí)，降水量往往大于10mm，約占83%。因此，定義20dBz為阜新人工增雨作業(yè)的閾值，即反射率因子≥20dBz時(shí)適合開展人工增雨作業(yè)，否則不適合增雨作業(yè)。

2.4 雷達(dá)回波頂高分析與增雨效果

通過統(tǒng)計(jì)與分析2012年～2016年阜新地區(qū)雷達(dá)回波頂高資料結(jié)果表明（見表1）：當(dāng)回波頂高在6km以下時(shí)，人工增雨作業(yè)后往往出現(xiàn)小雨降水，有時(shí)可能無降水，在極個(gè)別情況下才出現(xiàn)小到中雨降水過程；當(dāng)回波頂高在6～8km時(shí)，阜新地區(qū)出現(xiàn)的降水量主要集中在10～20mm之間；當(dāng)回波頂高大于8km左右時(shí)，降水量級一般為中到大雨。因此，在以后人工增雨指揮時(shí)，當(dāng)阜新地區(qū)雷達(dá)回波頂高6km以上時(shí)，比較適合開展人工增雨催化作業(yè)。

表1 人工增雨作業(yè)降水量與回波頂高關(guān)系

2.5 液態(tài)水含量分析與增雨效果

液態(tài)水含量（liquid water content，LWC）越大，表明降水的潛力就越大。當(dāng)液態(tài)水含量在0～0.15g/m3時(shí)，可出現(xiàn)小雨，最小降水量為5.3mm，最大降水量為9.3mm；當(dāng)液態(tài)水含量在0.15～0.5g/m3時(shí)，降水量主要集中在20～25mm之間，降水量最小為10.4mm，最大為27.3mm；當(dāng)液態(tài)水含量>0.5g/m3時(shí)，降水量出現(xiàn)大雨的概率高達(dá)87%。

3 增雨作業(yè)條件判別指標(biāo)

通過以上人工增雨云系、指導(dǎo)產(chǎn)品和常用雷達(dá)參數(shù)的分析，得出了阜新市夏季人工增雨作業(yè)適宜性條件指標(biāo)，為今后阜新地區(qū)開展人工增雨作業(yè)指揮提供科學(xué)參考（見表2）。

表2 阜新地區(qū)夏季人工增雨作業(yè)條件指標(biāo)判別

4 結(jié)語

阜新地區(qū)人工增雨夏季作業(yè)條件判別時(shí)，由于人工增雨指導(dǎo)產(chǎn)品和雷達(dá)產(chǎn)品資料只能反映出諸多天氣要素中的一部分，在以后的人工增雨作業(yè)中還要更深入研究，綜合分析天氣動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)和水汽條件等微觀物理量，結(jié)合雷達(dá)、云圖等產(chǎn)品的參數(shù)特征，進(jìn)一步完善人工增雨作業(yè)判別指標(biāo)，分析動(dòng)力催化和靜力催化類型，判斷人工增雨作業(yè)條件、時(shí)機(jī)、催化劑和用量，提升阜新市人工增雨的效率，這也是阜新地區(qū)人工增雨今后的科研重點(diǎn)內(nèi)容。

圖2 阜新地區(qū)夏季增雨典型垂直剖面圖例

[1]方標(biāo),陳關(guān)清,屈花,等.銅仁市夏季人工增雨作業(yè)條件指標(biāo)研究[J].貴州氣象,2015,39(03)：62-64.

[2]李金輝,陳保國,羅俊頡.陜西省中北部人工增雨適宜時(shí)段及層狀云特征[J].氣象科技,2005,330(01)：87-90.

[3]李秀琳,賈金海,張永紅,等.渭南市人工增雨作業(yè)技術(shù)指標(biāo)與判據(jù)[J].陜西氣象,2007,(02):26-28.

阜新市氣象局課題《阜新地區(qū)夏季人工增雨潛力研究》（FQX-2017-01）

S423.9

A

10.14025/j.cnki.jlny.2017.20.049

孫可，本科學(xué)歷，助理工程師，研究方向：人工影響天氣研究。