阜新市夏季人工增雨作業指標研究

孫 可，孫寶利，劉 繼

（阜新市氣象局，遼寧阜新123000）

阜新市夏季人工增雨作業指標研究

孫 可，孫寶利，劉 繼

（阜新市氣象局，遼寧阜新123000）

本文統計分析2012年～2016年，近五年的阜新地區夏季人工增雨作業天氣形勢，總結出夏季（6月～8月）實施人工增雨作業判別指標，為科學有效開展人工增雨作業提供技術支持。結果表明：阜新地區6月份e-Ei>0區域高度位于3～4km，7～8月份高度位于4～5.5km；雷達的基本反射率在25dBz～55dBz、液態水含量LWC>0.15g/m3、回波頂高>6km，有利于開展人工增雨作業。

人工增雨；統計分析；作業指標

自20世紀60年代以來，國內的一些氣象專家利用氣象探測、雷達觀測產品、衛星云圖等資料進行了許多人工增雨作業過程的研究，通過學習指標對比分析、多元逐步回歸分析等方法，總結出人工增雨作業活動中一些實用性成果[1]。例如：唐林等統計分析湖南省夏秋降水過程的天氣形勢及作業條件，得出夏秋干旱期雷達回波參數特征和人工增雨作業判別指標[2]；李秀琳等對渭南市1997年～2006年間46次降水天氣過程中的雷達回波強度、回波頂高、速度場等產品資料進行人工增雨潛力分析，得出了層狀云、對流云、混合云的雷達參數特征，并總結出了人工增雨作業條件判別指標[3]。

本文通過統計，2012年～2016年夏季阜新市78次人工增雨作業資料，分析增雨作業云系特征，并利用人工增雨指導產品資料和多普勒雷達產品參數資料，得出了人工增雨作業條件判別指標，為阜新市人工增雨作業提供參考。

1 資料來源及說明

本文使用的資料為2012年～2016年阜新市夏季人工增雨作業指導產品和多普勒雷達產品。雷達資料來源于多普勒雷達體掃數據，在統計分析過程中選取：基本反射率、回波頂高、垂直液態水含量（LWC）等產品。本研究給出阜新地區開展人工增雨作業標準：當預報降水量＜5mm時不宜開展增雨作業，預

2 阜新市人工增雨作業的常用雷達回波特征

2.1 人工增雨目標云系

統計阜新市2012年～2016年，夏季78次降水過程與多普勒雷達資料時發現（見圖1），在不適宜增雨的云系中，占比最大積狀云為2/3。在可以增雨和適宜增雨的云系中，在層狀云和混合云系開展人工增雨次數占比88.3%，其中混合云降水32次，出現的次數最多，大于層狀云的21次，積狀云降水最少。所以，阜新地區人工增雨作業時，出現較大面積層狀云和混合型云時，指揮人員應考慮開展人工增雨作業。在43次適宜人工增雨過程中，日降水量最大為102.3mm，出現在2013年7月15日，日降水量最小為10.1mm，出現在2015年7月28日；17次可以增雨過程中，日降水量最大為9.9mm，出現在2013年7月8日，日降水量最小為5.3mm，出現在2016年6月14日。

圖1 2012年～2016年，78次降水過程與云系關系圖

2.2 e-Ei統計分析

統計阜新市的東北區域中尺度模式人影產品e-Ei剖面圖發現（圖2）：6月份人工增雨過程中e-Ei>0的區域位于700hPa左右，相當于3～4km的高度；7～8月份增雨中e-Ei>0的區域位于600hPa左右，相當于4～5.5km的高度。

2.3 雷達反射率因子分析與增雨效果

反射率因子能夠直觀地反映出降水回波的發展變化特征，可以判斷降水強度、降水量級和降水路徑的變化趨勢。另外反射率因子能夠比較清楚地反映出云系、鋒面、颮線等天氣學特征，因此反射率產品比較廣泛地應用到人工增雨業務中。

通過統計與分析2012年～2016年雷達產品發現：基本反射率與降水量之間呈線性正相關，基本反射率因子值越大的區域，出現的降水量就越大，反之則降水量越小。具體為當反射率因子＜20dBz時，降水很小或無降水；當反射率因子在20～30dBz之間時，降水量大于10mm的可能性較大，約占74%；當反射率因子＞30dBz時，降水量往往大于10mm，約占83%。因此，定義20dBz為阜新人工增雨作業的閾值，即反射率因子≥20dBz時適合開展人工增雨作業，否則不適合增雨作業。

2.4 雷達回波頂高分析與增雨效果

通過統計與分析2012年～2016年阜新地區雷達回波頂高資料結果表明（見表1）：當回波頂高在6km以下時，人工增雨作業后往往出現小雨降水，有時可能無降水，在極個別情況下才出現小到中雨降水過程；當回波頂高在6～8km時，阜新地區出現的降水量主要集中在10～20mm之間；當回波頂高大于8km左右時，降水量級一般為中到大雨。因此，在以后人工增雨指揮時，當阜新地區雷達回波頂高6km以上時，比較適合開展人工增雨催化作業。

表1 人工增雨作業降水量與回波頂高關系

2.5 液態水含量分析與增雨效果

液態水含量（liquid water content，LWC）越大，表明降水的潛力就越大。當液態水含量在0～0.15g/m3時，可出現小雨，最小降水量為5.3mm，最大降水量為9.3mm；當液態水含量在0.15～0.5g/m3時，降水量主要集中在20～25mm之間，降水量最小為10.4mm，最大為27.3mm；當液態水含量>0.5g/m3時，降水量出現大雨的概率高達87%。

3 增雨作業條件判別指標

通過以上人工增雨云系、指導產品和常用雷達參數的分析，得出了阜新市夏季人工增雨作業適宜性條件指標，為今后阜新地區開展人工增雨作業指揮提供科學參考（見表2）。

表2 阜新地區夏季人工增雨作業條件指標判別

4 結語

阜新地區人工增雨夏季作業條件判別時，由于人工增雨指導產品和雷達產品資料只能反映出諸多天氣要素中的一部分，在以后的人工增雨作業中還要更深入研究，綜合分析天氣動力學、熱力學和水汽條件等微觀物理量，結合雷達、云圖等產品的參數特征，進一步完善人工增雨作業判別指標，分析動力催化和靜力催化類型，判斷人工增雨作業條件、時機、催化劑和用量，提升阜新市人工增雨的效率，這也是阜新地區人工增雨今后的科研重點內容。

圖2 阜新地區夏季增雨典型垂直剖面圖例

[1]方標,陳關清,屈花,等.銅仁市夏季人工增雨作業條件指標研究[J].貴州氣象,2015,39(03)：62-64.

[2]李金輝,陳保國,羅俊頡.陜西省中北部人工增雨適宜時段及層狀云特征[J].氣象科技,2005,330(01)：87-90.

[3]李秀琳,賈金海,張永紅,等.渭南市人工增雨作業技術指標與判據[J].陜西氣象,2007,(02):26-28.

阜新市氣象局課題《阜新地區夏季人工增雨潛力研究》（FQX-2017-01）

S423.9

A

10.14025/j.cnki.jlny.2017.20.049

孫可，本科學歷，助理工程師，研究方向：人工影響天氣研究。