貴州省空中云水資源開發(fā)潛力

汪麗 劉國強 彭宇翔

摘 要：貴州處在北部印度洋孟加拉灣洋面上空和我國南海上空水汽由南向北輸送的大通道上，就其理論開發(fā)潛力而言，一年四季都可以進行空中云水資源的開發(fā)。全年人工增加降水量預(yù)估分別是夏季12.2億噸、秋季2.95億噸、春季4.3億噸、冬季1.79億噸，全年達21.3億噸，相當于3.5個貴州紅楓湖的水量?？梢姡F州空中云水資源開發(fā)不僅可行，且潛力相當大。

關(guān)鍵詞：云水資源；水汽監(jiān)測；開發(fā)潛力

中圖分類號：TV211 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）29-0047-02

Abstract： Guizhou is located in the northern Indian Ocean over the Bay of Bengal and over the South China Sea water vapor transport from the south to the north of the large channel， in terms of its theoretical development potential， all the year round can be the development of air cloud water resources. The annual artificial increase precipitation is estimated to be 1.22 billion tons in summer， 295 million tons in autumn， 430 million tons in spring and 179 million tons in winter. It is 2.13 billion tons in the whole year， which is equivalent to 3.5 water quantity of Hongfeng Lake in Guizhou. It can be seen that the development of cloud water resources in Guizhou is not only feasible， but also has great potential.

Keywords： cloud water resources； water vapor monitoring； development potential

1 概述

貴州地處我國西南部，位于云貴高原東斜坡地帶，境內(nèi)地形起伏較大，地勢西高東低，是典型的喀斯特山區(qū)和全國少數(shù)幾個沒有平原支撐的省份，屬亞熱帶潤濕型季風氣候，境內(nèi)常年雨量相對充沛（年雨量約1100毫米），但受季風活動的制約，降水時空分布不均勻性，地形切割大，加上典型的喀斯特地貌，蓄水保水能力差，存在嚴重的季節(jié)性和工程性缺水。同時，貴州地處北部印度洋孟加拉灣洋面上空和我國南海上空水汽由南向北輸送的大通道上，云量分布是全國最多的地方之一，常年空中水汽含量豐富，每年流經(jīng)貴州上空的水汽總量達16624.7億立方米，但只有12.9%約2148.4億立方米形成大氣降水，87.1%為過境水汽。因此，通過人工干預(yù)開發(fā)空中水資源、提高云的降水效率、增加地面水資源成為必然選擇。

2 評估方法

2.1 選取資料

借鑒其他省份的經(jīng)驗[1-5]，目前對水汽測量常用的方法有兩種：一類是通過探空實現(xiàn)，在常規(guī)探空站，每天08、20時可獲得兩次水汽廓線；另一種是用微波輻射計或GPS接收機反演水汽總量。對前一種方法，由于目前在貴州省只有2個探空站，要對85個縣站的水汽進行分析，若進行插值的話，誤差較大；而后一種方法在我省缺乏資料。因此，選擇利用WRF模式重點對85個縣站850hpa、700hpa、600hpa、500hpa 4層的水汽混合比進行計算，得到貴州省水汽分布的基本情況。

2.2 數(shù)據(jù)計算

利用中國氣象局人工影響天氣中心提出的《空中云水資源人工增雨潛力評估方案》（簡稱CWR-PEP法），對貴州省各縣區(qū)及全省的空中云水資源人工增雨開發(fā)潛力進行評估。評估方程為：PEP=Hh×Ew×Pe，其中，PEP代表增雨潛力；Hh代表降水總量；Ew代表增雨效率；Pe代表增雨機率。

3 評估結(jié)果

3.1 水汽混合比分布情況

從1-12月各層水汽的分布上看，1月、10月各站月水汽混合比最高值出現(xiàn)在700hpa，范圍在0.07-0.1kg*kg-1，最大值是在黎平和從江兩站，約為0.1 kg*kg-1，次高出現(xiàn)在600hpa，而850hpa同500hpa層的水汽混合最小且相近，而2月-9月、11月-12月，水汽混合比最高值均出現(xiàn)在850hpa層，并隨著高度的增加呈遞減的趨勢，因此可以看出全年水汽主要集中在低層。

從各月水汽混合比的分布情況來看，一年中水汽混合比最大值出現(xiàn)在7月份，850hpa各站月水汽混合比范圍在0.4-0.51kg*kg-1之間，500hpa各站月水汽混合比范圍也在0.13-0.16 kg*kg-1之間，在8月是月水汽混合比的次大值。7、8月的水汽混合比的大值正好與貴州省全年主要降雨時段相對應(yīng)。而一年中各站月水汽混合比的最小值出現(xiàn)1、2月份，含量最高層的值僅為0.1kg*kg-1，僅相當于月水汽混合比最大月份的最少層含量。

全省4層水汽混合比含量高值出現(xiàn)在黔西南州興義縣、貞豐縣、興仁縣、望謨縣等，最少值則是在銅仁市松桃縣，85個縣站4層水汽混合比總和范圍在6.7-7.9kg*kg-1之間。分四層對85個縣站的水汽混合比分布情況進行分析，850-600hpa在省的南部均是水汽混合比高值區(qū)，特別是在850hpa層，南部的水汽混合比明顯大于北部，700hpa也明顯顯現(xiàn)的這種趨勢，并且在西部和東部還有兩個明顯的高值區(qū)。同時，1971-2000年的全年降水平均的分布為南部大于北部，且在省的西部有較大值區(qū)，這與700hpa、850hpa的水汽混合比的分布情況基本一致。

3.2 增雨潛力計算

根據(jù)貴州省的實際情況，評估方程中增雨效率取10～15%，增雨機率取10～30%。利用貴州省各市州的逐月降水資料及行政區(qū)面積數(shù)據(jù)，對貴州省的空中云水資源人工增雨開發(fā)潛力進行評估，結(jié)果列于表1。

從表1 可以看出，貴州春季增雨潛力最大的地區(qū)為黔東南州，夏季增雨潛力最大的地區(qū)為畢節(jié)市，秋季增雨潛力最大的地區(qū)為遵義市，冬季增雨潛力最大的地區(qū)為遵義市。全年增雨潛力最大的地區(qū)為黔東南州。

4 結(jié)束語

通過對全省85個縣站的水汽混合比的各層的分布進行分析，貴州省水汽主要集中在850-700hpa層?？v觀全省，貴州省東部春季人工增雨潛力較大，西北部夏季人工增雨潛力較大，東北部秋季人工增雨潛力最大，北部冬季人工增雨潛力較大。全年人工增雨潛力最大的區(qū)域為貴州省北部地區(qū)。貴州省的省域面積約為176167.0km2，年平均降水量為1010.3mm，全省的人工增雨潛力約為17.80～80.09億噸。

由于目前水汽探測的手段和方法有一定的局限性，而我們所能獲得的資料時段又比較短，因此在此只能做個初步的研究，未來隨著GPS/MET水汽探測儀等設(shè)備的安裝使用及資料的積累，將進一步對空中水汽資源的可開發(fā)利用潛力進行評估。

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