貴州省春季一次飛機人工增雨作業(yè)個例分析

喻乙耽 許弋 李枚曼 文繼芬 唐辟如

關鍵詞：飛機人工增雨;條件分析;作業(yè)方案;區(qū)域多參量區(qū)域動態(tài)對比;效果評估

1緒論

2018年秋冬季節(jié)，赤道中東太平洋發(fā)生了厄爾尼諾事件，導致2019年春季貴州省西部、西南部氣溫偏高、降水偏少，氣溫與常年同期相比偏高1.0℃以上，降水量偏少25.0%～50%。同時，在全球變暖的趨勢下，貴州西部干旱災害風險逐漸增加，加之貴州喀斯特地貌地表蓄水能力弱，西部、西南部發(fā)生了較嚴重的旱情，導致了森林火險較高、農(nóng)田灌溉不足、人們飲水困難等問題。人工增雨可充分利用空中云水資源，有效減輕和緩解干旱對國民經(jīng)濟、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生態(tài)環(huán)境的影響，尤其是近年來隨著人工影響天氣技術整體的發(fā)展，新一代天氣雷達、氣象衛(wèi)星、數(shù)值模擬、探測觀測設備、新型的催化劑和播撒工具的綜合應用，增雨效果逐漸提高，人工增雨作業(yè)在防災減災中的作用與日俱增。為有效緩解貴州西部、西南部旱情，貴州省人工影響天氣辦公室密切關注天氣過程，及時抓住有利時機，制訂科學有效的方案開展飛機人工增雨作業(yè)。

2作業(yè)條件及模式產(chǎn)品分析

通過分析5月31日作業(yè)前08：00高低空天氣形勢及探空資料，西部旱區(qū)高空受槽的控制，并存在低空切變，濕層主要分布在700～300hPa。5月31日09：00歐洲中心細網(wǎng)格和CPEFS模式產(chǎn)品顯示貴州西部旱區(qū)700hPa西南向的水汽通量維持在4～6g·cm·hPas，與偏北氣流輻合于-貴州西部旱區(qū)，旱區(qū)的云系過冷水主要位于0～5℃層，過冷水最大含量可達0.5g·kg，飛機增雨作業(yè)的條件較好。

3作業(yè)監(jiān)測預警分析

通過FY-2衛(wèi)星監(jiān)測反演產(chǎn)品（圖1a）可以看出，5月31日09：00，貴州西部畢節(jié)、六盤水、安順旱區(qū)有云系覆蓋確有降水云系覆蓋，云系自西南向東北方向移動，移速約42kin·h，云中局部具有豐富的液水含量，云降水呈垂直結(jié)構(gòu)發(fā)展，光學厚度最大值可達36，技術參考指標一般為30以上，因此，具有一定增雨條件。雷達回波監(jiān)測顯示（圖1b），5月31日09：00，貴州省西部旱區(qū)大部有降水回波覆蓋，回波強度在20～40dBz之間，技術參考指標一般為30dBz以上，回波自西南向東北移動;回波垂直結(jié)構(gòu)上，回波中心達到25dBz，回波頂高8km以上，適合開展飛機增雨。

4作業(yè)方案設計及作業(yè)情況

通過上述作業(yè)監(jiān)測預警分析，此次天氣過程自西南向東北方向移動，最佳催化航線為垂直風向飛行，結(jié)合旱情，5月31日航線設計為：黃果樹機場一關嶺一六盤水一赫章一水城一黃果樹機場，航程460km，攜帶24枚“YF-4”型飛機冷云焰條。

根據(jù)天氣形勢以及人影指導產(chǎn)品分析、作業(yè)監(jiān)測預警分析結(jié)果，受高空槽和低空切變的影響，貴州省西部有一次明顯的降水過程，貴州省人工影響天氣辦公室作業(yè)人員針對西北部旱區(qū)開展了一次增雨作業(yè)，具體作業(yè)信息見表1。

5作業(yè)效果評估分析

5.1物理檢驗方法

從雷達回波平面分布圖和剖面圖演變情況看，增雨作業(yè)時（圖2a），作業(yè)區(qū)的雷達回波強度為0～30dBz，且回波垂直結(jié)構(gòu)上回波中心強度25～30dBz，15dBz以上回波區(qū)域頂高在6km;增雨作業(yè)結(jié)束后（圖2b），回波強度增強，回波中心強度達40dBz以上，回波中心面積增大，回波中心底高降低，回波高度增加，15dBz以上回波區(qū)域頂高可達8km。可見云團催化作業(yè)后，雷達回波強度明顯增強。

本次增雨作業(yè)后開始逐漸增加雨量，作業(yè)后（圖3b）貴州省西部降水效果顯著，地面的小時降水量在作業(yè)后普遍增加，1mm以上降水中面積不斷增大，可見，催化作業(yè)3h后，地面降水量明顯增多，催化作業(yè)有明顯的增雨效果。

5.2區(qū)域多參量區(qū)域動態(tài)對比方法

通過區(qū)域多參量區(qū)域動態(tài)對比方法對此次過程進行雷達、小時雨量進行物理檢驗，可以看出，作業(yè)后作業(yè)區(qū)和對比區(qū)雷達回波和小時雨量動態(tài)K值呈先增加后減少的態(tài)勢，物理響應明顯。

6結(jié)論

通過對貴州省2019年5月31日飛機人工增雨作業(yè)過程分析，結(jié)論如下：

（1）受高空低壓槽、低層切變影響，2019年5月31日貴州省西部有降水天氣過程，有降水性云帶覆蓋，通過歐洲中心細網(wǎng)格、CPEFS模式分析，作業(yè)區(qū)域濕度條件較好，9：00開始云系發(fā)展旺盛，0～-5℃過冷水含量充沛，具有一定的催化潛力。

（2）結(jié)合飛行前實況資料（FY-2衛(wèi)星監(jiān)測反演云產(chǎn)品、雷達回波、探空），進行作業(yè)監(jiān)測預警分析，制定出5月31日飛行方案，飛機于10：20起飛，11：43著陸，催化劑10：36開始播撒，11：01結(jié)束播撒，航程1h23min，作業(yè)25min，飛行航線460km，使用碘化銀焰條24枚，作業(yè)溫度0～-5℃，作業(yè)高度5000～6000m。

（3）通過物理檢驗法定性判斷此次飛機增雨作業(yè)區(qū)內(nèi)雷達回波強度增強，回波中心面積增大，回波中心底高降低，回波高度增加，作業(yè)后地面降水量增加，通過區(qū)域多參量區(qū)域動態(tài)對比方法對此次過程進行定性物理檢驗，可得出此次飛機增雨作業(yè)影響區(qū)內(nèi)雷達回波強度和降水量動態(tài)K值呈先增加后減少的態(tài)勢，作業(yè)效果明顯。