阜新市夏季人工增雨作業(yè)指標(biāo)研究

孫可　孫寶利　劉繼

摘要：本文統(tǒng)計分析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)。

關(guān)鍵詞：人工增雨；統(tǒng)計分析；作業(yè)指標(biāo)

基金項目：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）

中圖分類號： S423.9 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A DOI編號： 10.14025/j.cnki.jlny.2017.20.049

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)活動中一些實用性成果[1]。例如：唐林等統(tǒng)計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，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)計分析過程中選?。夯痉瓷渎省⒒夭敻?、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)報降水量<5mm 時不宜開展增雨作業(yè)，預(yù)報降水量在5～10mm之間的可以作業(yè)，>10mm時適宜作業(yè)。

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，出現(xiàn)較大面積層狀云和混合型云時，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)計分析

統(tǒng)計阜新市的東北區(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，降水很小或無降水；當(dāng)反射率因子在20～30dBz之間時，降水量大于10mm的可能性較大，約占74%；當(dāng)反射率因子>30dBz時，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，人工增雨作業(yè)后往往出現(xiàn)小雨降水，有時可能無降水，在極個別情況下才出現(xiàn)小到中雨降水過程；當(dāng)回波頂高在6～8km時，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，降水量級一般為中到大雨。因此，在以后人工增雨指揮時，當(dāng)阜新地區(qū)雷達(dá)回波頂高6km以上時，比較適合開展人工增雨催化作業(yè)。

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，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，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，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）。

4 結(jié)語

阜新地區(qū)人工增雨夏季作業(yè)條件判別時，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)，分析動力催化和靜力催化類型，判斷人工增雨作業(yè)條件、時機、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內(nèi)容。

參考文獻(xiàn)

[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.

作者簡介：孫可，本科學(xué)歷，助理工程師，研究方向：人工影響天氣研究。endprint