贵州省空中云水资源开发潜力

汪丽 刘国强 彭宇翔

摘 要：贵州处在北部印度洋孟加拉湾洋面上空和我国南海上空水汽由南向北输送的大通道上，就其理论开发潜力而言，一年四季都可以进行空中云水资源的开发。全年人工增加降水量预估分别是夏季12.2亿吨、秋季2.95亿吨、春季4.3亿吨、冬季1.79亿吨，全年达21.3亿吨，相当于3.5个贵州红枫湖的水量。可见，贵州空中云水资源开发不仅可行，且潜力相当大。

关键词：云水资源；水汽监测；开发潜力

中图分类号：TV211 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）29-0047-02

Abstract： Guizhou is located in the northern Indian Ocean over the Bay of Bengal and over the South China Sea water vapor transport from the south to the north of the large channel， in terms of its theoretical development potential， all the year round can be the development of air cloud water resources. The annual artificial increase precipitation is estimated to be 1.22 billion tons in summer， 295 million tons in autumn， 430 million tons in spring and 179 million tons in winter. It is 2.13 billion tons in the whole year， which is equivalent to 3.5 water quantity of Hongfeng Lake in Guizhou. It can be seen that the development of cloud water resources in Guizhou is not only feasible， but also has great potential.

Keywords： cloud water resources； water vapor monitoring； development potential

1 概述

贵州地处我国西南部，位于云贵高原东斜坡地带，境内地形起伏较大，地势西高东低，是典型的喀斯特山区和全国少数几个没有平原支撑的省份，属亚热带润湿型季风气候，境内常年雨量相对充沛（年雨量约1100毫米），但受季风活动的制约，降水时空分布不均匀性，地形切割大，加上典型的喀斯特地貌，蓄水保水能力差，存在严重的季节性和工程性缺水。同时，贵州地处北部印度洋孟加拉湾洋面上空和我国南海上空水汽由南向北输送的大通道上，云量分布是全国最多的地方之一，常年空中水汽含量丰富，每年流经贵州上空的水汽总量达16624.7亿立方米，但只有12.9%约2148.4亿立方米形成大气降水，87.1%为过境水汽。因此，通过人工干预开发空中水资源、提高云的降水效率、增加地面水资源成为必然选择。

2 评估方法

2.1 选取资料

借鉴其他省份的经验[1-5]，目前对水汽测量常用的方法有两种：一类是通过探空实现，在常规探空站，每天08、20时可获得两次水汽廓线；另一种是用微波辐射计或GPS接收机反演水汽总量。对前一种方法，由于目前在贵州省只有2个探空站，要对85个县站的水汽进行分析，若进行插值的话，误差较大；而后一种方法在我省缺乏资料。因此，选择利用WRF模式重点对85个县站850hpa、700hpa、600hpa、500hpa 4层的水汽混合比进行计算，得到贵州省水汽分布的基本情况。

2.2 数据计算

利用中国气象局人工影响天气中心提出的《空中云水资源人工增雨潜力评估方案》（简称CWR-PEP法），对贵州省各县区及全省的空中云水资源人工增雨开发潜力进行评估。评估方程为：PEP=Hh×Ew×Pe，其中，PEP代表增雨潜力；Hh代表降水总量；Ew代表增雨效率；Pe代表增雨机率。

3 评估结果

3.1 水汽混合比分布情况

从1-12月各层水汽的分布上看，1月、10月各站月水汽混合比最高值出现在700hpa，范围在0.07-0.1kg*kg-1，最大值是在黎平和从江两站，约为0.1 kg*kg-1，次高出现在600hpa，而850hpa同500hpa层的水汽混合最小且相近，而2月-9月、11月-12月，水汽混合比最高值均出现在850hpa层，并随着高度的增加呈递减的趋势，因此可以看出全年水汽主要集中在低层。

从各月水汽混合比的分布情况来看，一年中水汽混合比最大值出现在7月份，850hpa各站月水汽混合比范围在0.4-0.51kg*kg-1之间，500hpa各站月水汽混合比范围也在0.13-0.16 kg*kg-1之间，在8月是月水汽混合比的次大值。7、8月的水汽混合比的大值正好与贵州省全年主要降雨时段相对应。而一年中各站月水汽混合比的最小值出现1、2月份，含量最高层的值仅为0.1kg*kg-1，仅相当于月水汽混合比最大月份的最少层含量。

全省4层水汽混合比含量高值出现在黔西南州兴义县、贞丰县、兴仁县、望谟县等，最少值则是在铜仁市松桃县，85个县站4层水汽混合比总和范围在6.7-7.9kg*kg-1之间。分四层对85个县站的水汽混合比分布情况进行分析，850-600hpa在省的南部均是水汽混合比高值区，特别是在850hpa层，南部的水汽混合比明显大于北部，700hpa也明显显现的这种趋势，并且在西部和东部还有两个明显的高值区。同时，1971-2000年的全年降水平均的分布为南部大于北部，且在省的西部有较大值区，这与700hpa、850hpa的水汽混合比的分布情况基本一致。

3.2 增雨潜力计算

根据贵州省的实际情况，评估方程中增雨效率取10～15%，增雨机率取10～30%。利用贵州省各市州的逐月降水资料及行政区面积数据，对贵州省的空中云水资源人工增雨开发潜力进行评估，结果列于表1。

从表1 可以看出，贵州春季增雨潜力最大的地区为黔东南州，夏季增雨潜力最大的地区为毕节市，秋季增雨潜力最大的地区为遵义市，冬季增雨潜力最大的地区为遵义市。全年增雨潜力最大的地区为黔东南州。

4 结束语

通过对全省85个县站的水汽混合比的各层的分布进行分析，贵州省水汽主要集中在850-700hpa层。纵观全省，贵州省东部春季人工增雨潜力较大，西北部夏季人工增雨潜力较大，东北部秋季人工增雨潜力最大，北部冬季人工增雨潜力较大。全年人工增雨潜力最大的区域为贵州省北部地区。贵州省的省域面积约为176167.0km2，年平均降水量为1010.3mm，全省的人工增雨潜力约为17.80～80.09億吨。

由于目前水汽探测的手段和方法有一定的局限性，而我们所能获得的资料时段又比较短，因此在此只能做个初步的研究，未来随着GPS/MET水汽探测仪等设备的安装使用及资料的积累，将进一步对空中水汽资源的可开发利用潜力进行评估。

参考文献：

[1]晋玉田.四川省盆地区云水资源与开发[J].四川气象，1999（01）：14-19.

[2]周德平，宫福久，张淑杰.辽宁云水资源分布特征及开发潜力分析[J].自然资源学报，2005（09）：644-650.

[3]张焕昭，徐东亮，刘海群.黑龙江省空中云水资源开发现状分析与展望[J].黑龙江气象，2007（01）：10-14.

[4]张强，赵映东，张存杰.西北干旱区水循环与水资源问题[J].干旱气象，2008（02）：1-8.

[5]张应华，仵彦卿.黑河流域大气降水水汽来源分析[J].干旱区地理，2008（03）：403-408.