2014年昆明市常態化人工增雨效果區域對比分析

方夏馨，時永祥，孫 玲，卡蓉燕

(1.云南省昆明市氣象局，云南昆明 650500;2.云南省氣象局人工影響天氣中心，云南昆明 650500)

2009年以來，昆明連續多年干旱，全市庫塘蓄水嚴重不足。2010年，在昆明市委、市政府的正確領導下，市氣象局大膽創新工作思路，在全省率先公開提出開展以增加水庫蓄水為主要目的“常態化人工增雨”工作，實現時間上的連續性、空間上的全覆蓋、作業上的精準化，提高昆明城市供水能力，切實解決昆明水資源短缺的矛盾，開辟新的水源以滿足水資源的供需平衡，實現昆明市水生態環境的可持續發展，開展常年資源性人工增雨作業，開發利用空中云水資源，主動應對干旱加劇、水資源貧乏、氣候變暖、降水減少等問題，減輕水資源短缺的影響危害和損失，彌補抗旱手段的不足和緩解水資源與用水需求的矛盾，在一定程度上能夠解決地區性水資源短缺的問題。昆明市在主水源區建設人工增雨基地，開展常態化人工增雨，其經濟、社會和生態效益潛力巨大，增雨效果得到了政府部門及相關單位的高度評價［1］。筆者在此采用區域對比分析法，利用2014年8次開展人工增雨作業的作業影響區和對比區ZQZ系列自動氣象站雨量數據以及作業用彈量等信息，對2014年云龍、松華壩、清水海、柴河、大河水庫實施常態化人工增雨的效果進行了初步分析。

1 資料與方法

1.1 作業影響區和對比區的選擇 在增雨作業效果分析中，常受到地形和天氣形勢等各種因素差異的影響。因此，在確定作業影響區和對比區時，需要考慮剔除這些因素的較大干擾。翟羽等［2］利用顯著性檢驗的聚類統計方法引入到浮動對比區歷史回歸方法中來選擇對比區，減少了對比區選擇的主觀性和盲目性。程月等［3］通過對歷史降水資料采用樣本分析和區域調整等方法，探討了影響區和對比區的相關性。該研究采用層次聚類法，把1960～2012年125個站20:00～次日20:00的歷年年降水量作為樣本，對變量進行分類，選用組間平均距離法來表示2個類別之間的距離，客觀劃分降水量時間變化相似的區域，再在選定的相似區域內進行增雨作業區和對比區的增雨效果檢驗分析。

針對云南氣象站點年降水量的歷年變化，使用聚類分析劃分氣象站點的16類結果按站點的自然地理分布呈現在二維地圖上，得到相應的16個分區(圖1)。昆明市云龍、松華壩、柴河、大河水庫常態化人工增雨作業區域均在第10個分區，清水海水庫常態化人工增雨作業區域在第11區。

據初步統計，昆明市2007～2013年5～10月期間出現降水天氣過程的天氣系統主要有川滇切變、低槽系統、靜止鋒、西行臺風等(圖2)。根據實際情況，結合昆明市常態化人工增雨作業區點落區，筆者在選定作業影響區和對比區時，將作業影響區自動站均選擇在作業點附近10 km范圍內，作業對比區自動站選擇在距作業點10～30 km范圍內。

1.2 效益檢驗評估方法的選擇 國際上常用的人工增雨效果統計檢驗方法主要有區域歷史回歸分析法、雙比分析法、區域對比分析法、序列分析法等，每一種統計分析方法均有其優缺點和適用條件［4］。為體現數據的統一性和可比性，根據昆明市實際情況，在此統一采用ZQZ系列氣象自動站數據，選用區域對比分析法，計算常態化人工增雨相對增雨:令相對增雨量為R，目標區作業期實測雨量為Y，對比區作業期雨量為X，相對增雨量=目標區作業期實測雨量與對比區作業期實測雨量的比值減去1再乘以100%，即R(%)=(Y/X－1)×100%。

1.3 資料選取 選取了昆明市2014年8次開展人工增雨作業的降雨過程，對云龍、松華壩、清水海、柴河、大河水庫進行增雨效果分析。

2 結果與分析

2.1 云龍水庫常態化人工增雨效果分析

2.1.1 人工增雨作業點分布情況。云龍水庫位于昆明市的北部祿勸縣云龍鄉的火期岔河村下游580 m，徑流區面積745 km2，是保障昆明市可持續發展的最重要的水源水庫，其多年平均產水量3.08億m3，總庫容4.84億m3，為多年調節型水庫。2014年云龍水庫共設16個常態化人工增雨作業點，其中固定作業點6個、流動作業點10個。

2.1.2 作業區與對比區降雨情況。據統計，選取的8次降雨過程云龍水庫共發射增雨火箭彈428枚。利用作業區10個和對比區12個ZQZ系列自動氣象站(圖3)這8次過程降雨量數據，采用區域對比分析法，分別計算出各次過程相對增雨量，得出這8次降雨過程云龍水庫常態化人工增雨平均相對增雨量為38.6%。

2.2 松華壩水庫常態化人工增雨效果分析

2.2.1 人工增雨作業點分布情況。松華壩水庫位于昆明市北郊，距市區15 km，是昆明市主要的飲用水源。壩址在松華山的鳳嶺與蓮峰之間，總庫容2.19億m3，多年平均產水量2.19億m3，徑流區面積為593 km2。2014年松華壩水庫共設11個常態化增雨作業點，其中固定作業點4個、流動作業點7個。

2.2.2 作業區與對比區降雨情況。據統計，選取的8次降雨過程松華壩水庫共發射增雨火箭彈180枚。利用作業區10個和對比區7個ZQZ系列自動氣象站(圖4)這8次過程降雨量數據，采用區域對比分析法，分別計算出各次過程相對增雨量，得出這8次降雨過程松華壩水庫常態化人工增雨平均相對增雨量為22.7%。

2.3 清水海水庫常態化人工增雨效果分析

2.3.1 人工增雨作業點分布情況。清水海水庫為調蓄水水庫，位于尋甸縣仁德鎮西14 km，總庫容15 417萬m3，徑流區面積314 km2，2014年清水海水庫共設常態化人工增雨作業點5個，其中有1個固定作業點、4個流動作業點。

2.3.2 作業區與對比區降雨情況。據統計，選取的8次降雨過程清水海水庫共發射增雨火箭彈40枚，利用作業區1個和對比區4個ZQZ系列自動氣象站(圖5)2014年8次過程降雨量數據，采用區域對比分析法，分別計算出各次過程相對增雨量，得出這8次降雨過程清水海水庫常態化人工增雨平均相對增雨量為6.0%。

2.4 柴河、大河水庫常態化人工增雨效果分析

2.4.1 人工增雨作業點分布情況。柴河水庫位于晉寧縣六街鎮與上蒜鎮交界處，柴河水庫總面積11.78 hm2，柴河源頭位于六街鎮，是晉寧縣8條主要入湖河道之一，柴河全長14.11 km，徑流面積306.18 km2。大河水庫位于晉寧縣晉城鎮，淤泥河上游，水庫庫容為1 450萬m3，集雨面積為44 km2。2014年柴河、大河共設4個常態化人工增雨作業點，其中2個固定作業點、2個流動作業點。

2.4.2 作業區與對比區降雨情況。據統計，選取的8次降雨過程柴河、大河發射增雨火箭彈68枚，利用作業區5個和對比區6個ZQZ系列自動氣象站(圖6)2014年8次過程降雨量數據，采用區域對比分析法，分別計算出各次過程相對增雨量，得出這8次降雨過程柴河、大河常態化人工增雨平均相對增雨量為7.7%。

2.5 8次降雨過程用彈量與各大水庫相對增雨量對比分析 經統計，選取的8次降水過程各大水庫常態化增雨作業共發射火箭彈716枚，其中云龍水庫428枚，松華壩水庫180枚，清水海水庫40枚，柴河、大河水庫68枚;云龍水庫相對增雨量為38.6%，松華壩水庫相對增雨量為22.7%，清水海水庫相對增雨量為6.0%，柴河、大河水庫相對增雨量為7.7%。可見，作業用彈量與水庫相對增雨量呈正相關(圖7)。

3 小結

通過對昆明市2014年8次開展人工增雨作業的人工增雨效果的初步分析，發現所選8次過程人工增雨作業影響區平均降雨量明顯大于對比區平均降雨量，其中云龍水庫常態化人工增雨平均相對增雨量為38.6%，松華壩水庫常態化人工增雨平均相對增雨量為22.7%，清水海水庫常態化人工增雨平均相對增雨量為6.0%，柴河、大河常態化人工增雨平均相對增雨量為7.7%，可見，全市主城主供水水庫2014年平均相對增雨量為18.75%，作業用彈量與作業影響區相對增雨量呈正相關。

［1］方夏馨，時永祥，敖俊，等.2012年昆明市一次人工增雨效果對比分析［J］.科技創新與應用，2013(8):110 －111.

［2］翟羽，肖輝，杜秉玉，等.聚類統計檢驗在人工增雨效果檢驗中的應用［J］.南京氣象學院學報，2008，31(2):228 －233.

［3］程月，徐學義，苗長忠，等.人工增雨效果檢驗中影響區和對比區選擇的探討［J］.山東氣象，2012(4):21－27.

［4］王黎俊，李侖格，楊毅.人工增雨效果檢驗的統計分析［J］.青海科技，2003(2):36－38.