科学掌握水汽资源数据挖掘人工增雨潜力

张楠　李普庆　陈远征　张黎　付扬　李继

摘要：通过对卫星探测的水汽通道亮温资料研究，分析青藏高原水汽源地和通道，认为水汽集中到达的地区正是朝阳地区。当朝阳地区出现较强降水时，液态水汽占大气水汽总含量的3%左右。由此数据可以说明，汽态水通过凝结等物理过程转变为液态水的比例只有总水汽含量的4%左右。朝阳地区则具有人工增雨潜力。

关键词：水汽；人工增雨；卫星探测

中图分类号：P426；P481 文献标识码：A 001编号：10.14025/j.cnki.jlny.2016.10.079

辽宁省朝阳地区春季出现的降水云主要为层状云、对流云和对流混合云。朝阳地区春、夏季的层状云系降水出现几率占20%左右，几率为全年最低；对流云出现几率为24%左右；对流混合云出现的几率最高为60%左右。地面气候参量如温度、湿度、气压、风主要表征底层大气平均特征，而云型云量则表征对流层大气低，中高层大气热力、动力和水态特征，地面降水量作为降水过程终端产物，则包含有云宏微观特征、云中成雨过程、云底到地面大气层中诸多信息。全面科学地解读这些信息具有科学和实用意义。

1 朝阳地区水汽资源现状

水汽含量分布与季风进退关系密切，冬春季，朝阳地区主要受内蒙古气流控制，气候干燥，水汽含量少。5月、6月、7月，朝阳地区水汽含量迅速增加，7月达到最高值，这就是造成夏季这里雨量集中地主要原因之一。

水汽含量的年际变化规律，相对湿度在7～9月全年最高值，12～2月相对湿度为全年最低；7～9月相对湿度在70%以上，低于临近地区，说明朝阳地区空气较干燥，水汽含量较低，其变化趋势与相对湿度大致相同，最高值出现在7月，1月为全年最低。

2 水汽和液态水的关系

大气中的水80%以上是以水汽为主，水汽本身是没有办法形成降水，只有在云系中的液态水才能通过自然过程或人工影响天气产生降水。人工增雨的水汽资源条件可定义为云系中没有通过自然过程转化为降水过程中的过冷液态水。水汽条件不能够准确得反映云系中人工影响天气的潜力。在朝阳地区有云没雨的条件下，水汽与液态水之间的比值一般为60～2100，平均值为471，液态水在大气中所占的份额一般不到2%。在有降水时，水汽与液态水比值一般为30～100，平均为90，液态水在大气总含量中所占份额一般不超过3%，当有强降水时，液态水占大气总含水量的5%左右。

人工影响天气作业的最佳选择时机是作业成功与失败的关键。人工影响天气作业的最佳时机是在时间上对作业云正处在发展最好、水汽含量最丰富的时候，要求正确判断云系催化的最大潜力作业区。给人工影响天气在作业时机的选择上，提供了一个新的途径。人工增雨作业条件的分析直接关系到作业的效果。由于降水过程的复杂性及探测技术手段的局限性，对选择作业时机带有盲目性。水汽和液态水汽条件能够实时地、准确地、有效地把地面系统反映到人工影响天气作业潜力中，从而能够随时随地掌握作业的最佳时机，使人工影响天气作业时机在选择上更准确、客观。一般情况下，云发展更高、含水量更丰富。

3 朝阳地区人工影响天气作业潜力分析

分析表明：在有云系但无降水时，水汽与液态水的比值一般为60～2000，平均值为391，液态水在大气总水量中所占比例一般不到2%。在有降水时，水汽与液态水比值一般为30～100，平均值为90，液态水在大气总水量中所占比例一般不超过3%。如果进行人工增雨作业，将大气中汽态水转化为液态水的比例增加1%，可能增加降水量将在30%以上。此时，具备人工影响天气作业潜力。

4 结语

科学人工增雨就是在有降水云中部分“复制、再现自然降水过程”，以加大降水元数目和对降水云增长层中水凝物转化效率。自然界中具备降水云增长条件而缺乏降水元的云是少见的，这是人们通过实践对早期人工增雨理想概念的修正和完善。大量的云是具备降水元形成能力但不完全或不具备提供降水元增长云环境是常见的，这是人工增雨应引起重视的现实。