科學(xué)掌握水汽資源數(shù)據(jù)挖掘人工增雨潛力

張楠　李普慶　陳遠(yuǎn)征　張黎　付揚(yáng)　李繼

摘要：通過(guò)對(duì)衛(wèi)星探測(cè)的水汽通道亮溫資料研究，分析青藏高原水汽源地和通道，認(rèn)為水汽集中到達(dá)的地區(qū)正是朝陽(yáng)地區(qū)。當(dāng)朝陽(yáng)地區(qū)出現(xiàn)較強(qiáng)降水時(shí)，液態(tài)水汽占大氣水汽總含量的3%左右。由此數(shù)據(jù)可以說(shuō)明，汽態(tài)水通過(guò)凝結(jié)等物理過(guò)程轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)水的比例只有總水汽含量的4%左右。朝陽(yáng)地區(qū)則具有人工增雨潛力。

關(guān)鍵詞：水汽；人工增雨；衛(wèi)星探測(cè)

中圖分類號(hào)：P426；P481 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 001編號(hào)：10.14025/j.cnki.jlny.2016.10.079

遼寧省朝陽(yáng)地區(qū)春季出現(xiàn)的降水云主要為層狀云、對(duì)流云和對(duì)流混合云。朝陽(yáng)地區(qū)春、夏季的層狀云系降水出現(xiàn)幾率占20%左右，幾率為全年最低；對(duì)流云出現(xiàn)幾率為24%左右；對(duì)流混合云出現(xiàn)的幾率最高為60%左右。地面氣候參量如溫度、濕度、氣壓、風(fēng)主要表征底層大氣平均特征，而云型云量則表征對(duì)流層大氣低，中高層大氣熱力、動(dòng)力和水態(tài)特征，地面降水量作為降水過(guò)程終端產(chǎn)物，則包含有云宏微觀特征、云中成雨過(guò)程、云底到地面大氣層中諸多信息。全面科學(xué)地解讀這些信息具有科學(xué)和實(shí)用意義。

1 朝陽(yáng)地區(qū)水汽資源現(xiàn)狀

水汽含量分布與季風(fēng)進(jìn)退關(guān)系密切，冬春季，朝陽(yáng)地區(qū)主要受內(nèi)蒙古氣流控制，氣候干燥，水汽含量少。5月、6月、7月，朝陽(yáng)地區(qū)水汽含量迅速增加，7月達(dá)到最高值，這就是造成夏季這里雨量集中地主要原因之一。

水汽含量的年際變化規(guī)律，相對(duì)濕度在7～9月全年最高值，12～2月相對(duì)濕度為全年最低；7～9月相對(duì)濕度在70%以上，低于臨近地區(qū)，說(shuō)明朝陽(yáng)地區(qū)空氣較干燥，水汽含量較低，其變化趨勢(shì)與相對(duì)濕度大致相同，最高值出現(xiàn)在7月，1月為全年最低。

2 水汽和液態(tài)水的關(guān)系

大氣中的水80%以上是以水汽為主，水汽本身是沒(méi)有辦法形成降水，只有在云系中的液態(tài)水才能通過(guò)自然過(guò)程或人工影響天氣產(chǎn)生降水。人工增雨的水汽資源條件可定義為云系中沒(méi)有通過(guò)自然過(guò)程轉(zhuǎn)化為降水過(guò)程中的過(guò)冷液態(tài)水。水汽條件不能夠準(zhǔn)確得反映云系中人工影響天氣的潛力。在朝陽(yáng)地區(qū)有云沒(méi)雨的條件下，水汽與液態(tài)水之間的比值一般為60～2100，平均值為471，液態(tài)水在大氣中所占的份額一般不到2%。在有降水時(shí)，水汽與液態(tài)水比值一般為30～100，平均為90，液態(tài)水在大氣總含量中所占份額一般不超過(guò)3%，當(dāng)有強(qiáng)降水時(shí)，液態(tài)水占大氣總含水量的5%左右。

人工影響天氣作業(yè)的最佳選擇時(shí)機(jī)是作業(yè)成功與失敗的關(guān)鍵。人工影響天氣作業(yè)的最佳時(shí)機(jī)是在時(shí)間上對(duì)作業(yè)云正處在發(fā)展最好、水汽含量最豐富的時(shí)候，要求正確判斷云系催化的最大潛力作業(yè)區(qū)。給人工影響天氣在作業(yè)時(shí)機(jī)的選擇上，提供了一個(gè)新的途徑。人工增雨作業(yè)條件的分析直接關(guān)系到作業(yè)的效果。由于降水過(guò)程的復(fù)雜性及探測(cè)技術(shù)手段的局限性，對(duì)選擇作業(yè)時(shí)機(jī)帶有盲目性。水汽和液態(tài)水汽條件能夠?qū)崟r(shí)地、準(zhǔn)確地、有效地把地面系統(tǒng)反映到人工影響天氣作業(yè)潛力中，從而能夠隨時(shí)隨地掌握作業(yè)的最佳時(shí)機(jī)，使人工影響天氣作業(yè)時(shí)機(jī)在選擇上更準(zhǔn)確、客觀。一般情況下，云發(fā)展更高、含水量更豐富。

3 朝陽(yáng)地區(qū)人工影響天氣作業(yè)潛力分析

分析表明：在有云系但無(wú)降水時(shí)，水汽與液態(tài)水的比值一般為60～2000，平均值為391，液態(tài)水在大氣總水量中所占比例一般不到2%。在有降水時(shí)，水汽與液態(tài)水比值一般為30～100，平均值為90，液態(tài)水在大氣總水量中所占比例一般不超過(guò)3%。如果進(jìn)行人工增雨作業(yè)，將大氣中汽態(tài)水轉(zhuǎn)化為液態(tài)水的比例增加1%，可能增加降水量將在30%以上。此時(shí)，具備人工影響天氣作業(yè)潛力。

4 結(jié)語(yǔ)

科學(xué)人工增雨就是在有降水云中部分“復(fù)制、再現(xiàn)自然降水過(guò)程”，以加大降水元數(shù)目和對(duì)降水云增長(zhǎng)層中水凝物轉(zhuǎn)化效率。自然界中具備降水云增長(zhǎng)條件而缺乏降水元的云是少見(jiàn)的，這是人們通過(guò)實(shí)踐對(duì)早期人工增雨理想概念的修正和完善。大量的云是具備降水元形成能力但不完全或不具備提供降水元增長(zhǎng)云環(huán)境是常見(jiàn)的，這是人工增雨應(yīng)引起重視的現(xiàn)實(shí)。