煙臺市一次人工增雨作業效果評估

高鵬+王冰+王娜

摘 要：文章選取煙臺市2015年一次人工增雨作業過程進行效果評估，方法為統計檢驗方法中的區域對比試驗，結果顯示人工增雨作業效果十分明顯。2015年春季以來，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，全市平均降雨量僅為18.1毫米，較常年同期偏少72.2毫米（少8成），旱情凸顯。加之入夏以來氣溫較高，蒸發量大，部分地區旱情呈現逐步加重的趨勢，造成煙臺部分鄉鎮村莊出現嚴重旱災。市人影辦抓住有利時機，適時組織開展人工增雨作業，有效緩解了旱情。

關鍵詞：人工增雨；效果評估；煙臺市；統計檢驗

引言

人工增雨效果檢驗是評估人工增雨技術總體科學水平和經濟效益所不可缺少的重要環節，也是用于各級領導決策的重要依據。由于云和降水自然變率大，人們的認識能力有限，人工增雨效果檢驗一直是個世界性的難題。為了解決這一問題，國外和我國各省、市、自治區人影業務科技人員進行了大量的科學試驗研究，得出了一些檢驗方法[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微物理過程和云中宏觀、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生變化。

1 數據來源與研究方法

人工增雨效果檢驗是人工影響天氣作業中不可回避的重要環節之一，在整個作業項目中占有重要地位。所謂人工增雨的效果評估就是要使用一定方法找出作業后的實測降水量與云的自然降水量的差值。實測降水量在作業后我們可以實際觀測到。但在現有的科學基礎上，人們卻很難對自然降水量做出明確的定量預報。也就是說人工增雨的效果評估關鍵在于解決自然降水量的問題上。自然降水量的估計值要比實測雨量困難得多。也就是說，人工增雨的效果檢驗，實質上就是采用某種方法對云不催化、本身可以降的雨量進行定量估計的問題。對于自然降水量，目前也只能通過各種間接的途徑來獲得。目前國內外常用的人工增雨檢驗效果的方法有三種，即：統計檢驗、物理檢驗和數值模式檢驗。

本文采用人工增雨效果評估方法參照統計檢驗方法中的區域對比試驗[8]。區域對比試驗是選取一對比區（指不受催化影響的地區），一目標區（是指受到催化影響的地區）。假設試驗期內對比區和目標區的降水量在空間分布上是均勻的。然后以同期對比區自然降雨量作為影響區自然雨量的估計值，用影響區的實測雨量減去該估計值，就得到了人工影響的效果。

人工增雨作業，一般一個時間點在一個縣級行政區進行作業，因此以煙臺市的縣級行政區域（圖1）為區域單元。每一次對比試驗選取兩個相鄰的區域單元進行降雨量對比分析，并且它們地理位置不能為上下風向關系，同時參照它們的上風向區域單元降雨量數值。本文上下風向的區分以中低空風向為準，一般參照700hPa和850hPa形勢來確定。

2 人工增雨效果評估

本文選取煙臺市2015年一次人工增雨作業過程進行效果評估，時間是2015年4月2日，為大范圍人工增雨作業。

圖2a為4月2日08時700hPa天氣形勢圖，圖2b為4月2日08時850hPa天氣形勢圖，圖2c為4月2日08時地面天氣形勢圖。可知，煙臺市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，以偏南風為主。中低空天氣形勢顯示煙臺上空水汽充足，人工增雨條件滿足。

表1為煙臺市4月2日人工增雨作業執行情況，可知，本次人工增雨作業為大范圍連續性，地區涉及整個煙臺市。圖3a、3b和3c分別為煙臺市4月2日08-10時降水量分布情況。

由表1可知，影響到08時降雨量的人工增雨作業區域有棲霞、龍口、福山、海陽、蓬萊、煙臺和萊陽，由圖3實況可知，08時降雨量超過10mm的地方有棲霞、龍口、蓬萊和招遠，福山、煙臺、海陽和萊陽次之。人工增雨作業區域平均降雨量為7.7mm，其他區域平均降雨量為6.6mm，降雨量差為1.1mm，人工增雨使降雨量等級從大暴雨增加到大暴雨，增雨比為17%。

影響到09時降雨量的人工增雨作業區域有海陽、蓬萊、牟平和昆崳山，由圖3實況可知，09時降雨量較多的地方有牟平、昆崳山、海陽和長島，福山和煙臺次之。人工增雨作業區域平均降雨量為11.0mm，其他區域平均降雨量為3.2mm，降雨量差為7.8mm，人工增雨使降雨量等級從暴雨增加到特大暴雨，增雨比為2.4倍。

影響到10時降雨量的人工增雨作業區域有福山、煙臺和長島，由圖3實況可知，10時降雨量較多的地方有牟平、昆崳山、煙臺和長島。人工增雨作業區域平均降雨量為1.7mm，其他區域平均降雨量為0.9mm，降雨量差為0.8mm，人工增雨使降雨量等級從中雨增加到大雨，增雨比為89%。

3 結束語

本文選取煙臺市2015年一次人工增雨作業過程進行效果評估，方法為統計檢驗方法中的區域對比試驗，結果表明人工增雨作業效果十分明顯。2015年春季以來，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，全市平均降雨量僅為18.1毫米，較常年同期偏少72.2毫米（少8成），旱情凸顯。加之入夏以來氣溫較高，蒸發量大，部分地區旱情呈現逐步加重的趨勢，造成煙臺部分鄉鎮村莊出現嚴重旱災。人影作業組織機構抓住有利時機，適時組織開展人工增雨作業，有效緩解了旱情。

參考文獻

[1]蔣年沖，吳林林，曾光平.抗旱型火箭人工增雨效果檢驗方法初步研究[J].氣象，2006，（8）：54～58.

[2]黃彥彬，李天富，李春鸞，等.2004年春夏季海南火箭人工增雨效果檢驗[J].廣東氣象，2006，28（1）：50～53.

[3]羅遠暉，潘杰麗，李永平.欽州市一次火箭人工增雨作業效果分析[J].氣象研究與應用，2013，34（2）：61.

[4]賓振，吳萬友，鄧安強.江西省人工增雨統計檢驗系統設計與實現[J].氣象與減災研究，2008，31（4）：56～57.

[5]蔣年沖，曾光平，袁野.夏季對流云人工增雨效果評價方法初探[J].氣象，2008，（1）：104～108.

[6]蔡幸堯.火箭人工增雨效果評價系統的設計[J].廣東氣象，2010，32（1）：48.

[7]劉麗君，張瑞波，張正國.廣西人工影響天氣云系模式預報效果檢驗[J].氣象研究與應用，2009，30（4）：49～51

[8]房彬，王吉宏，楊文霞.人工增雨效果檢驗的研究進展[J].安徽農業科學，2010，38（13）：6756-6758.

作者簡介：高鵬（1986-），男，助工，主要從事氣象服務、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、防災減災研究等工作。