煙臺(tái)市一次人工增雨作業(yè)效果評(píng)估

高鵬+王冰+王娜

摘 要：文章選取煙臺(tái)市2015年一次人工增雨作業(yè)過(guò)程進(jìn)行效果評(píng)估，方法為統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)方法中的區(qū)域?qū)Ρ仍囼?yàn)，結(jié)果顯示人工增雨作業(yè)效果十分明顯。2015年春季以來(lái)，全市降水明顯偏少，1月至7月中旬較常年同期偏少5成。特別是7月上中旬，全市平均降雨量?jī)H為18.1毫米，較常年同期偏少72.2毫米（少8成），旱情凸顯。加之入夏以來(lái)氣溫較高，蒸發(fā)量大，部分地區(qū)旱情呈現(xiàn)逐步加重的趨勢(shì)，造成煙臺(tái)部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)村莊出現(xiàn)嚴(yán)重旱災(zāi)。市人影辦抓住有利時(shí)機(jī)，適時(shí)組織開(kāi)展人工增雨作業(yè)，有效緩解了旱情。

關(guān)鍵詞：人工增雨；效果評(píng)估；煙臺(tái)市；統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)

引言

人工增雨效果檢驗(yàn)是評(píng)估人工增雨技術(shù)總體科學(xué)水平和經(jīng)濟(jì)效益所不可缺少的重要環(huán)節(jié)，也是用于各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)決策的重要依據(jù)。由于云和降水自然變率大，人們的認(rèn)識(shí)能力有限，人工增雨效果檢驗(yàn)一直是個(gè)世界性的難題。為了解決這一問(wèn)題，國(guó)外和我國(guó)各省、市、自治區(qū)人影業(yè)務(wù)科技人員進(jìn)行了大量的科學(xué)試驗(yàn)研究，得出了一些檢驗(yàn)方法[1-7]。

人工增雨效果包括直接效果和間接效果兩大方面。直接效果指有否影響云內(nèi)微物理過(guò)程和云中宏觀、微觀物理量的大小，包括云的厚度寬度、上升氣流速度、云體溫度以及冰晶和大云滴濃度等；間接效果指有否影響降水產(chǎn)生變化。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

人工增雨效果檢驗(yàn)是人工影響天氣作業(yè)中不可回避的重要環(huán)節(jié)之一，在整個(gè)作業(yè)項(xiàng)目中占有重要地位。所謂人工增雨的效果評(píng)估就是要使用一定方法找出作業(yè)后的實(shí)測(cè)降水量與云的自然降水量的差值。實(shí)測(cè)降水量在作業(yè)后我們可以實(shí)際觀測(cè)到。但在現(xiàn)有的科學(xué)基礎(chǔ)上，人們卻很難對(duì)自然降水量做出明確的定量預(yù)報(bào)。也就是說(shuō)人工增雨的效果評(píng)估關(guān)鍵在于解決自然降水量的問(wèn)題上。自然降水量的估計(jì)值要比實(shí)測(cè)雨量困難得多。也就是說(shuō)，人工增雨的效果檢驗(yàn)，實(shí)質(zhì)上就是采用某種方法對(duì)云不催化、本身可以降的雨量進(jìn)行定量估計(jì)的問(wèn)題。對(duì)于自然降水量，目前也只能通過(guò)各種間接的途徑來(lái)獲得。目前國(guó)內(nèi)外常用的人工增雨檢驗(yàn)效果的方法有三種，即：統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)、物理檢驗(yàn)和數(shù)值模式檢驗(yàn)。

本文采用人工增雨效果評(píng)估方法參照統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)方法中的區(qū)域?qū)Ρ仍囼?yàn)[8]。區(qū)域?qū)Ρ仍囼?yàn)是選取一對(duì)比區(qū)（指不受催化影響的地區(qū)），一目標(biāo)區(qū)（是指受到催化影響的地區(qū)）。假設(shè)試驗(yàn)期內(nèi)對(duì)比區(qū)和目標(biāo)區(qū)的降水量在空間分布上是均勻的。然后以同期對(duì)比區(qū)自然降雨量作為影響區(qū)自然雨量的估計(jì)值，用影響區(qū)的實(shí)測(cè)雨量減去該估計(jì)值，就得到了人工影響的效果。

人工增雨作業(yè)，一般一個(gè)時(shí)間點(diǎn)在一個(gè)縣級(jí)行政區(qū)進(jìn)行作業(yè)，因此以煙臺(tái)市的縣級(jí)行政區(qū)域（圖1）為區(qū)域單元。每一次對(duì)比試驗(yàn)選取兩個(gè)相鄰的區(qū)域單元進(jìn)行降雨量對(duì)比分析，并且它們地理位置不能為上下風(fēng)向關(guān)系，同時(shí)參照它們的上風(fēng)向區(qū)域單元降雨量數(shù)值。本文上下風(fēng)向的區(qū)分以中低空風(fēng)向?yàn)闇?zhǔn)，一般參照700hPa和850hPa形勢(shì)來(lái)確定。

2 人工增雨效果評(píng)估

本文選取煙臺(tái)市2015年一次人工增雨作業(yè)過(guò)程進(jìn)行效果評(píng)估，時(shí)間是2015年4月2日，為大范圍人工增雨作業(yè)。

圖2a為4月2日08時(shí)700hPa天氣形勢(shì)圖，圖2b為4月2日08時(shí)850hPa天氣形勢(shì)圖，圖2c為4月2日08時(shí)地面天氣形勢(shì)圖。可知，煙臺(tái)市4月2日在中低空受低壓槽影響，以西南氣流為主，地面受溫帶氣旋影響，以偏南風(fēng)為主。中低空天氣形勢(shì)顯示煙臺(tái)上空水汽充足，人工增雨條件滿足。

表1為煙臺(tái)市4月2日人工增雨作業(yè)執(zhí)行情況，可知，本次人工增雨作業(yè)為大范圍連續(xù)性，地區(qū)涉及整個(gè)煙臺(tái)市。圖3a、3b和3c分別為煙臺(tái)市4月2日08-10時(shí)降水量分布情況。

由表1可知，影響到08時(shí)降雨量的人工增雨作業(yè)區(qū)域有棲霞、龍口、福山、海陽(yáng)、蓬萊、煙臺(tái)和萊陽(yáng)，由圖3實(shí)況可知，08時(shí)降雨量超過(guò)10mm的地方有棲霞、龍口、蓬萊和招遠(yuǎn)，福山、煙臺(tái)、海陽(yáng)和萊陽(yáng)次之。人工增雨作業(yè)區(qū)域平均降雨量為7.7mm，其他區(qū)域平均降雨量為6.6mm，降雨量差為1.1mm，人工增雨使降雨量等級(jí)從大暴雨增加到大暴雨，增雨比為17%。

影響到09時(shí)降雨量的人工增雨作業(yè)區(qū)域有海陽(yáng)、蓬萊、牟平和昆崳山，由圖3實(shí)況可知，09時(shí)降雨量較多的地方有牟平、昆崳山、海陽(yáng)和長(zhǎng)島，福山和煙臺(tái)次之。人工增雨作業(yè)區(qū)域平均降雨量為11.0mm，其他區(qū)域平均降雨量為3.2mm，降雨量差為7.8mm，人工增雨使降雨量等級(jí)從暴雨增加到特大暴雨，增雨比為2.4倍。

影響到10時(shí)降雨量的人工增雨作業(yè)區(qū)域有福山、煙臺(tái)和長(zhǎng)島，由圖3實(shí)況可知，10時(shí)降雨量較多的地方有牟平、昆崳山、煙臺(tái)和長(zhǎng)島。人工增雨作業(yè)區(qū)域平均降雨量為1.7mm，其他區(qū)域平均降雨量為0.9mm，降雨量差為0.8mm，人工增雨使降雨量等級(jí)從中雨增加到大雨，增雨比為89%。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文選取煙臺(tái)市2015年一次人工增雨作業(yè)過(guò)程進(jìn)行效果評(píng)估，方法為統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)方法中的區(qū)域?qū)Ρ仍囼?yàn)，結(jié)果表明人工增雨作業(yè)效果十分明顯。2015年春季以來(lái)，全市降水明顯偏少，1月至7月中旬較常年同期偏少5成，特別是7月上中旬，全市平均降雨量?jī)H為18.1毫米，較常年同期偏少72.2毫米（少8成），旱情凸顯。加之入夏以來(lái)氣溫較高，蒸發(fā)量大，部分地區(qū)旱情呈現(xiàn)逐步加重的趨勢(shì)，造成煙臺(tái)部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)村莊出現(xiàn)嚴(yán)重旱災(zāi)。人影作業(yè)組織機(jī)構(gòu)抓住有利時(shí)機(jī)，適時(shí)組織開(kāi)展人工增雨作業(yè)，有效緩解了旱情。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：高鵬（1986-），男，助工，主要從事氣象服務(wù)、人工影響天氣研究等工作。

通訊作者：王冰（1982-），男，工程師，碩士，主要從事氣象服務(wù)、防災(zāi)減災(zāi)研究等工作。