基于模式的混合云系人工增雨作業(yè)潛力個例分析及單次檢驗

摘 要：使用云降水精細(xì)化分析處理系統(tǒng)中的相關(guān)產(chǎn)品和衛(wèi)星反演產(chǎn)品，分析2021年6月2—3日米林氣象干旱區(qū)混合云系的結(jié)構(gòu)和人工增雨作業(yè)條件，并對其CPEFS模式進(jìn)行適用性檢驗。結(jié)果表明：CPEFS模式對西藏積層混合云系降水過程的云帶走向和主云區(qū)位置的模擬基本與實(shí)況一致，云頂溫度、云頂高度接近實(shí)況，因此，可以更科學(xué)地作為西藏人工增雨條件決策的依據(jù)，對科學(xué)開展人工影響天氣作業(yè)指揮具有一定的指導(dǎo)意義。而且CPEFS模式預(yù)報的云層性質(zhì)和垂直結(jié)構(gòu)與實(shí)況接近，液態(tài)含水量高的部位可能有很好的冷暖云催化增雨潛力。

關(guān)鍵詞：人工影響天氣；作業(yè)條件；模式預(yù)報

中圖分類號：P458 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）09–0-03

人工影響天氣是氣象服務(wù)的重要科技手段之一，根據(jù)《人工影響天氣管理條例》的規(guī)定，人工影響天氣是指為避免或減輕氣象災(zāi)害，合理利用氣候資源，在有利的天氣條件下，在適當(dāng)?shù)牟课弧r機(jī)，播撒適當(dāng)?shù)膭┝?，?shí)施增雨雪、防雹等人工干預(yù)的科學(xué)措施[1]。

近年來，在防災(zāi)減災(zāi)，尤其高原生態(tài)保護(hù)與修復(fù)、云水資源開發(fā)的迫切需求下，西藏自治區(qū)人工影響天氣中心和各市（地）縣人影辦一直在廣泛開展人工增雨和人工防雹作業(yè)。

1 需求分析

西藏自治區(qū)氣候中心發(fā)布的2021年5月31日氣象干旱監(jiān)測結(jié)果（圖1）顯示，八宿出現(xiàn)重旱；林芝、察隅、米林、定日為中度氣象干旱。

最新雨量監(jiān)測顯示，5月30日08：00—6月2日08：00，巴宜區(qū)降水量達(dá)19.2 mm，氣象干旱解除。研究的主要增雨潛力區(qū)在米林氣象干旱區(qū)（圖2）。

2 天氣形勢分析

6月2日08：00—3日08：00，500 hPa圖中可看出西藏那曲中部有明顯的低壓生成，且后期不斷東移南壓，高原中東部地區(qū)位于槽前西南氣流影響區(qū)（圖3）。

3 增雨作業(yè)條件

6月2日08：00—3日08：00典型時刻云體垂直結(jié)構(gòu)預(yù)報分析（圖4～5）：6月3日00：00米林氣象干旱區(qū)有積層混合降水云系自西向東方向移動，其中，垂直累積液態(tài)水在0.01～2.5 mm，云底高度在3～6 km，云層總厚度在3～11 km。

根據(jù)典型時刻6月3日00：00云體垂直結(jié)構(gòu)預(yù)報（圖6）：米林氣象干旱區(qū)一帶降水云以暖云為主，最大過冷水位于0～-5 ℃，過冷水含量最大為1 g/kg，冰晶粒子數(shù)濃度值在1～200個/L。綜上分析，米林氣象干旱區(qū)一帶過冷水含量較高（Qc），因此，云系影響的米林氣象干旱區(qū)有一定的增雨作業(yè)潛力。

4 模式產(chǎn)品檢驗

利用6月2日08：00開始預(yù)報的CPEFS模式云宏觀產(chǎn)品，對米林氣象干旱區(qū)作增雨潛力分析；并利用FY-4A衛(wèi)星反演的云特征參量，將此次降水過程中CPEFS模式預(yù)報產(chǎn)品進(jìn)行適用性驗證[2-3]。

利用6月2日08：00—3日08：00典型時刻6月3日00：00的衛(wèi)星反演產(chǎn)品對模式預(yù)報云帶進(jìn)行檢驗，模式預(yù)報米林氣象干旱區(qū)有積層混合降水云系自西向東方向移動（圖7），典型時刻3日00：00的衛(wèi)星反演云類型圖顯示主云區(qū)走向和模式預(yù)報一致，同樣在米林氣象干旱區(qū)一帶。模式預(yù)報的云帶和衛(wèi)星監(jiān)測結(jié)果對比分析表明，CPEFS模式預(yù)報云帶的走向、云區(qū)分布與實(shí)測結(jié)果基本一致。

典型時刻6月3日00：00 CPEFS模式預(yù)報（圖8），米林氣象干旱區(qū)一帶云頂高度在4～13 km；FY-4A衛(wèi)星反演的拉薩一帶云頂高度4～11 km（圖6），模式預(yù)報的積層混合云系，云頂高度較實(shí)況略偏高。

典型時刻3日00：00 CPEFS模式預(yù)報的拉薩一帶云頂溫度在-5～-15 ℃；25日21：00 FY-4A衛(wèi)星反演的拉薩一帶云頂溫度在-5～-30 ℃（圖9）。模式預(yù)報的云頂溫度較實(shí)況略偏低、偏強(qiáng)。

5 結(jié)論

（1）通過對比分析6月2日08：00—3日08：00和典型時刻3日00：00降水過程CPEFS模式預(yù)報云帶、云頂溫度、云頂高度和FY-4A衛(wèi)星反演的云類型、云頂高度、云頂溫度，表明CPEFS模式對云帶走向和主云區(qū)位置的模擬基本與實(shí)況一致，模式模擬的云頂高度較實(shí)況略偏高；云頂溫度較實(shí)況略偏低。分析垂直累積過冷水含量和云垂直結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)2日08：00—3日08：00米林氣象干旱區(qū)一帶過冷水含量高，最有可能的暖云催化增雨潛力區(qū)就在此處。

（2）CPEFS模式對西藏基層混合云系降水過程的云帶走向和主云區(qū)位置的模擬基本與實(shí)況一致，云頂溫度、云頂高度接近實(shí)況；經(jīng)過幾次模式檢驗結(jié)果基本一致，因此，CPEFS模式可以更科學(xué)地作為西藏人工增雨條件決策的依據(jù)，對科學(xué)開展人工影響天氣作業(yè)指揮具有一定的指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 王麗霞，周萬福，張莉燕，等.青海省春季一次積層混合云飛機(jī)人工增雨作業(yè)個例分析[J].氣象科技進(jìn)展，2023，13（4）：50-56.

[2] 王瑾.黃土高原積層混合云宏微觀探測及人工增雨物理響應(yīng)研究[D].蘭州：蘭州大學(xué)，2022.

[3] 楊作才.人工增雨作業(yè)條件與效果分析[J].低碳世界，2020，10（7）：13-14.

收稿日期：2024-06-11

作者簡介：益西卓瑪（1990—），女，西藏昌都人，工程師，研究方向為大氣物理與大氣環(huán)境。#通信作者：米瑪卓瑪（1988—），女，西藏拉薩人，助理工程師，研究方向為大氣物理與大氣環(huán)境，E-mail：17708938000@163.com。