阜新市夏季人工增雨作业指标研究

孙可　孙宝利　刘继

摘要：本文统计分析2012年～2016年，近五年的阜新地区夏季人工增雨作业天气形势，总结出夏季（6月～8月）实施人工增雨作业判别指标，为科学有效开展人工增雨作业提供技术支持。结果表明：阜新地区6月份e-Ei>0区域高度位于3～4km，7～8月份高度位于4～5.5km；雷达的基本反射率在25dBz～55dBz、液态水含量LWC>0.15g/m3、回波顶高>6km，有利于开展人工增雨作业。

关键词：人工增雨；统计分析；作业指标

基金项目：阜新市气象局课题《阜新地区夏季人工增雨潜力研究》（FQX-2017-01）

中图分类号： S423.9 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/j.cnki.jlny.2017.20.049

自20世纪60年代以来，国内的一些气象专家利用气象探测、雷达观测产品、卫星云图等资料进行了许多人工增雨作业过程的研究，通过学习指标对比分析、多元逐步回归分析等方法，总结出人工增雨作业活动中一些实用性成果[1]。例如：唐林等统计分析湖南省夏秋降水过程的天气形势及作业条件，得出夏秋干旱期雷达回波参数特征和人工增雨作业判别指标[2]；李秀琳等对渭南市1997年～2006年间46次降水天气过程中的雷达回波强度、回波顶高、速度场等产品资料进行人工增雨潜力分析，得出了层状云、对流云、混合云的雷达参数特征，并总结出了人工增雨作业条件判别指标[3]。

本文通过统计，2012年～2016年夏季阜新市78次人工增雨作业资料，分析增雨作业云系特征，并利用人工增雨指导产品资料和多普勒雷达产品参数资料，得出了人工增雨作业条件判别指标，为阜新市人工增雨作业提供参考。

1 资料来源及说明

本文使用的资料为2012年～2016年阜新市夏季人工增雨作业指导产品和多普勒雷达产品。雷达资料来源于多普勒雷达体扫数据，在统计分析过程中选取：基本反射率、回波顶高、垂直液态水含量（LWC）等产品。本研究给出阜新地区开展人工增雨作业标准：当预报降水量<5mm 时不宜开展增雨作业，预报降水量在5～10mm之间的可以作业，>10mm时适宜作业。

2 阜新市人工增雨作业的常用雷达回波特征

2.1人工增雨目标云系

统计阜新市2012年～2016年，夏季78次降水过程与多普勒雷达资料时发现（见图1），在不适宜增雨的云系中，占比最大积状云为2/3。在可以增雨和适宜增雨的云系中，在层状云和混合云系开展人工增雨次数占比88.3%，其中混合云降水32次，出现的次数最多，大于层状云的21次，积状云降水最少。所以，阜新地区人工增雨作业时，出现较大面积层状云和混合型云时，指挥人员应考虑开展人工增雨作业。在43次适宜人工增雨过程中，日降水量最大为102.3mm，出现在2013年7月15日，日降水量最小为10.1mm，出现在2015年7月28日；17次可以增雨过程中，日降水量最大为9.9mm，出现在2013年7月8日，日降水量最小为5.3mm，出现在2016年6月14日。

图1 2012年～2016年，78次降水过程与云系关系图

2.2 e-Ei统计分析

统计阜新市的东北区域中尺度模式人影产品e-Ei剖面图发现（图2）：6月份人工增雨过程中e-Ei>0的区域位于700hPa左右，相当于3～4km的高度；7～8月份增雨中e-Ei>0的区域位于600hPa左右，相当于4～5.5km的高度。

2.3 雷達反射率因子分析与增雨效果

反射率因子能够直观地反映出降水回波的发展变化特征，可以判断降水强度、降水量级和降水路径的变化趋势。另外反射率因子能够比较清楚地反映出云系、锋面、飑线等天气学特征，因此反射率产品比较广泛地应用到人工增雨业务中。

通过统计与分析2012年～2016年雷达产品发现：基本反射率与降水量之间呈线性正相关，基本反射率因子值越大的区域，出现的降水量就越大，反之则降水量越小。具体为当反射率因子<20dBz时，降水很小或无降水；当反射率因子在20～30dBz之间时，降水量大于10mm的可能性较大，约占74%；当反射率因子>30dBz时，降水量往往大于10mm，约占83%。因此，定义20dBz为阜新人工增雨作业的阈值，即反射率因子≥20dBz 时适合开展人工增雨作业，否则不适合增雨作业。

2.4 雷达回波顶高分析与增雨效果

通过统计与分析2012年～2016年阜新地区雷达回波顶高资料结果表明（见表1）：当回波顶高在6km以下时，人工增雨作业后往往出现小雨降水，有时可能无降水，在极个别情况下才出现小到中雨降水过程；当回波顶高在6～8km时，阜新地区出现的降水量主要集中在10～20mm之间；当回波顶高大于8km左右时，降水量级一般为中到大雨。因此，在以后人工增雨指挥时，当阜新地区雷达回波顶高6km以上时，比较适合开展人工增雨催化作业。

2.5 液态水含量分析与增雨效果

液态水含量（liquid water content，LWC）越大，表明降水的潜力就越大。当液态水含量在0～0.15g/m3 时，可出现小雨，最小降水量为5.3mm，最大降水量为9.3mm；当液态水含量在0.15～0.5g/m3时，降水量主要集中在20～25mm之间，降水量最小为10.4mm，最大为27.3mm；当液态水含量>0.5g/m3时，降水量出现大雨的概率高达87%。

3增雨作业条件判别指标

通过以上人工增雨云系、指导产品和常用雷达参数的分析，得出了阜新市夏季人工增雨作业适宜性条件指标，为今后阜新地区开展人工增雨作业指挥提供科学参考（见表2）。

4 结语

阜新地区人工增雨夏季作业条件判别时，由于人工增雨指导产品和雷达产品资料只能反映出诸多天气要素中的一部分，在以后的人工增雨作业中还要更深入研究，综合分析天气动力学、热力学和水汽条件等微观物理量，结合雷达、云图等产品的参数特征，进一步完善人工增雨作业判别指标，分析动力催化和静力催化类型，判断人工增雨作业条件、时机、催化剂和用量，提升阜新市人工增雨的效率，这也是阜新地区人工增雨今后的科研重点内容。

参考文献

[1]方标，陈关清，屈花，等.铜仁市夏季人工增雨作业条件指标研究[J].贵州气象，2015，39（03）：62-64.

[2]李金辉，陈保国，罗俊颉.陕西省中北部人工增雨适宜时段及层状云特征[J].气象科技，2005，330（01）：87-90.

[3]李秀琳，贾金海，张永红，等.渭南市人工增雨作业技术指标与判据[J].陕西气象，2007，（02）：26-28.

作者简介：孙可，本科学历，助理工程师，研究方向：人工影响天气研究。endprint