通辽市飞机人工增雨作业天气指标研究

李 洋

(通辽市气象局，内蒙古 通辽 028000)

飞机人工增雨作业天气指标是开展飞机增雨作业的关键[1]。符合指标的云系经过飞机作业后能达到较好的效果，不符合指标的云系飞机作业后或许发生负效果。因此，适合的飞机人工增雨作业天气指标是人工增雨预报、决策及作业的重中之重。

通辽地区目前缺乏明确指标，飞机增雨作业天气指标建立后，能够减少决策的主观性、随意性，增强客观性、科学性，进而实现早预报、科学谋划、高效作业的目标。同时，逐步解决飞机人工增雨业务在实际进行作业时的盲目性，为作业从主观决策向客观决策转变提供依据，可以为附近气候条件类似的地区提供借鉴和依据。

1 数据资料

对通辽市2012年-2016年共68架次飞机人工增雨作业进行分析。选取的数据包括：飞机作业信息、历史天气图、GPS/MET观测资料(2016年)，相应时段探空资料(通辽市)、地面降水资料，雷达资料(通辽市)。

2 研究结果

使用飞机作业信息与地面降水资料，筛选出作业条件及效果较好的个例为30架次，本文对这30架次开展飞机人工增雨作业天气指标的研究分析。

2.1 天气系统条件

分析30架次的历史天气图，并使用700hPa天气图的环流特征，将天气形势分成蒙古冷涡型、华北低涡型、西来槽型、东北冷涡型这4种类型。

分析结果表明：作业条件与效果较好的个例主要受西来槽型、蒙古冷涡型的影响。其中有36.7%效果较好个例为西来槽型，30.0%个例为蒙古冷涡型，这两种系统所占比例达66.7%，在各种影响系统中最多。同时，这两种天气形势条件好、持续时间久，经常维持2天或更长时间，大多能够作业2～3架次。其次为华北低涡型，为20.0%，东北冷涡型最少，为13.3%。

2.2 水汽条件

利用通辽市科尔沁区站2016年1月-2016年12月GPS/MET观测资料与探空资料反演大气水汽含量，总结通辽市不同季节天气系统降水(增雨)水汽指标。

结果表明，降水发生前GPS/MET资料显示有一段时间水汽的积累，等水汽达到峰值时出现降水，可能云中水汽已积累到饱和状态。此外，降水发生于水汽减少阶段，可能是因为降水消耗大量水汽，开始降水后大气总水汽含量有快速下降的阶段。

表1 通辽市不同季节天气系统降水(增雨)水汽指标(mm)

2.3 雷达回波结构指标

飞机人工增雨作业的主要对象为稳定层状降水云系[2]。稳定性降水的多普勒雷达强度回波具备连续成片、较大水平范围、均匀幕状的特征。稳定性降水强度回波在雷达PPI显示多呈连续片状或絮状，面积范围不均，有时为独立面积较小的回波，有时布满全部雷达。面积较大的雷达回波，其边缘因为受降水区的衰减作用与雷达波脉冲宽度等的影响，常常显得比较模糊和发毛，但整体上其回波强度表现仍较为均匀，飞机人工增雨作业的对象主要就是这种大面积的稳定性降水回波。

此外，弱的混合性降水云系同时也为飞机人工增雨作业的重要对象[3]。弱的混合云是由层状云与弱积状云组成的混合体，也就是在大范围的层状云中夹杂着少许弱的积状云，由混合云降水产生的雷达回波称为混合云降水回波。弱的混合性降水回波在雷达PPI显示多呈大面积层状云回波中掺杂着一个个并不十分紧密的团块，其中心回波强度强于稳定性层状云，弱于一般的积状云，这些回波团块有时候呈一条排列整齐的短带。

表2 内蒙古通辽市飞机增雨作业天气指标

因飞机作业需要提前2h确定作业区域，本研究采用飞行前1h～3h的雷达资料，同时考虑到飞行作业时的回波，雷达扫描半径是200km，回波强度PPI图像采用扫描角度0.5°，回波顶高与垂直液态含水量图像的扫描范围在0.5°～19.5°。本次研究共计查阅约5 670余张雷达回波强度(反射率因子)、垂直液态含水量、雷达回波顶高图片。

可以建立适合通辽地区飞机人工增雨作业云系的雷达回波指标，供飞机人工增雨作业决策时使用。具体指标如下：①雷达回波呈现大面积片状、大面积片絮状与大面积片带状，同时，絮状与带状的中心强度不能过强；②雷达扫描半径为200km时，回波大小应能够覆盖1/4以上扫描区域，即面积超过30 000km2；③雷达基本回波强度在15dBZ以上，主体回波强度在25dBZ以上，回波中心强度通常最大为35dBZ，若超过，回波连续范围也不能过大；④回波基本顶高应超过2km，回波主体顶高应超过3km；⑤用垂直累积液态含水量作为辅助参考指标，基本值和主体值应超过1kg/m2，最大值在15kg/m2以下。

3 结论

总结得出通辽市飞机人工增雨作业的天气指标，见表2。