飛機(jī)人工增雨的農(nóng)業(yè)效益研究

曹景一

（赤峰市氣象局，內(nèi)蒙古赤峰 024000）

0 引言

在經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中，制約此經(jīng)濟(jì)發(fā)展最重要的因素就是水資源嚴(yán)重短缺的問題。為此，我們要對抗旱的措施積極采取，可采取飛機(jī)人工增雨這種抗旱措施，這種措施在當(dāng)今社會(huì)得到了廣泛的應(yīng)用。其中對估算作業(yè)效益這一問題能夠更好地解決。對于一年四季進(jìn)行分析，其春秋季降雨過程相對來說比較少，這兩個(gè)季節(jié)也是對飛機(jī)人工增雨實(shí)施最佳時(shí)機(jī)，而且獲得良好的效果，促使土壤得到改善，這對于農(nóng)作物氣象產(chǎn)量的提高來說起著重要的作用。基于此，本文深入研究了飛機(jī)人工增雨的農(nóng)業(yè)效益。

1 增雨量估算

所謂的增雨作業(yè)指的是，在擴(kuò)散原理應(yīng)用下，確定航線形成所影響的區(qū)域。通過所屬天氣系統(tǒng)，參照系統(tǒng)中的總雨量和對比區(qū)。參照完之后，對歷史區(qū)域回歸分析，求出其增雨量。

1.1 天氣系統(tǒng)分類

為了促使效果估算工作順利開展，可充分利用天氣系統(tǒng)分層歷史回歸方法，此方法主要為4月份到6月份、9月份到10月份為降雨月份，對此分為南方氣旋類、北方氣旋類、冷鋒類和其他類等4中天氣氣候。

對于南方氣旋類進(jìn)行分析，所指的是西南方所移來的氣旋，這種氣旋是地面氣旋。從地面氣旋的角度上來看，有黃淮氣旋、江淮氣旋、江南氣旋等三種類型。當(dāng)氣旋東移時(shí)，我們可分類緯度，在分類的過程中，根據(jù)中心進(jìn)行分類，并在120 E下，可這樣分類，黃淮氣旋在3.5 N以北，江淮氣旋在30.0和33.5 N之間，江南氣旋在30.0 N以南。對于以上氣旋進(jìn)行分析，較多的氣旋為南方氣旋，從某種程度上來看，容易形成地面倒入槽中的現(xiàn)象是非常大的。

對于北方氣旋進(jìn)行分析，很容易發(fā)生在極鋒鋒區(qū)上的鋒面氣旋，這種氣旋主要有蒙古氣旋和黃河氣旋兩種。

從蒙古氣旋的角度上來看，在蒙古中部和東部發(fā)生的比較多。對黃河氣旋進(jìn)行分析，很容易發(fā)生在河中、下游至渤海一帶。從氣旋東移的角度上來看，可在氣旋中心120 E所在位置中，其45 E之間為蒙古氣旋中心。

對于西風(fēng)槽的地面鋒區(qū)進(jìn)行分析，將其為冷鋒。通過冷空氣南下路徑，將冷鋒分為西北冷鋒、河西冷鋒、北方冷鋒等三路，其中西北冷鋒在移動(dòng)時(shí)主要經(jīng)過的方向?yàn)槊晒藕腿A北東南方向。河西冷鋒在移動(dòng)的過程中，移動(dòng)的過程中，經(jīng)過西走廊東移的。北方冷鋒來自于冷空氣，主要在東南下。

1.2 天氣系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)特征

可將759個(gè)降雨日分成天氣型，可分成4類，其中它們的高空形勢、宏觀特征和路徑為主要的依據(jù)，同時(shí)對個(gè)例數(shù)的多少進(jìn)行兼顧，為有較多的樣本在回歸分析中提供重要保障。經(jīng)759個(gè)降雨日統(tǒng)計(jì)下得出：降雨日最多的是南方氣旋類，其中平均降雨量最大、而且降雨有一定的廣泛性系統(tǒng)為黃淮氣旋。其次，降雨幾率比較大天氣系統(tǒng)是西北冷鋒和黃淮氣旋。而且在人工增雨作業(yè)中，關(guān)注較多的系統(tǒng)為南方氣旋、北方氣旋和冷鋒類天氣系統(tǒng)。

對于降雨日來說，主要分成4類天氣型，其中最主要的依據(jù)就是高空形勢和宏觀特征，與此同時(shí)，確保在回歸分析中有較多的樣本。經(jīng)759個(gè)降雨日統(tǒng)計(jì)下得出：南方氣旋有著較多的降雨日，最大的為平均降雨量，而且黃淮氣旋降雨量有一定的廣泛性。其次，對于西北冷鋒和黃淮氣旋來說，降雨率天氣系統(tǒng)大。通過人工作業(yè)，南方氣旋和北方氣旋關(guān)注的系統(tǒng)較多。

1.3 影響區(qū)和對比區(qū)

每次飛機(jī)在人工作業(yè)過程中，其航線有著不同之處，對于地理位置對比區(qū)和影響區(qū)來說，其也不同。基于此，在開展活動(dòng)時(shí)，可對對比區(qū)和影響區(qū)方法充分利用。在對影響區(qū)明確的過程中，要將以下因素充分考慮到，分別為平流輸送、播撒線源之間催化劑疊加等等。可表示出碘化銀的擴(kuò)散濃度。

其中對催化線源某一時(shí)刻和某一地點(diǎn)粒子濃度將其確定出來，能夠?qū)⒘Ｗ訚舛鹊目臻g分布給出。根據(jù)所給的碘化銀粒子濃度，對催化劑在擴(kuò)散區(qū)內(nèi)的某一范圍對線源的影響區(qū)給予明確。由此以來，當(dāng)催化劑影響區(qū)明確之后，能夠?qū)⒕€源之間影響不到的空白區(qū)給去除掉。對于這種模式進(jìn)行分析，與煙團(tuán)擴(kuò)散模式有著相似之處。在微機(jī)上，可擴(kuò)散這種催化劑模式，這種方法可有效應(yīng)用在人工增雨效果估算中。

需要給予明確催化源某時(shí)某刻中的粒子濃度，得出粒子濃度空間分布。結(jié)合已知碘化銀粒子濃度，要確定線源的影響區(qū)，前提條件下，要在催化劑其擴(kuò)散區(qū)的某一范圍進(jìn)行確定。為了對對比區(qū)更好地明確，要意識到對比區(qū)和影響區(qū)的雨量分布趨勢是相同這一點(diǎn)。基于此，在每類天氣系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)對降雨日的雨量不斷累加，最后得出此天氣系統(tǒng)總雨量。

在各類天氣系統(tǒng)中，有著不同的總雨量分布。在南方氣旋類天氣系統(tǒng)256個(gè)降雨日總雨量分布中，此趨勢處于東北西南趨勢。當(dāng)確定完影響區(qū)之后，可建立回歸方程，在建立此方程時(shí)，可在影響區(qū)的上風(fēng)方或者是側(cè)方式中進(jìn)行建立。

1.4 雨量資料處理和檢驗(yàn)

在效果估算的過程中，可從對比區(qū)和目標(biāo)區(qū)入手，通過檢測雨站，實(shí)現(xiàn)雨站資料更好檢測出來。為了將其檢驗(yàn)效果獲得提高，可充分利用t檢驗(yàn)法，這對參加統(tǒng)計(jì)的歷史樣本雨量來說，也提出了具體要求，要求對正態(tài)分布要服從。可以對同一類天氣系統(tǒng)影響區(qū)和對比區(qū)的區(qū)域平均雨量資料通過對數(shù)、二次方根、三次方根、四次方根的變數(shù)進(jìn)行變換。可結(jié)合歷史區(qū)域回歸的樣本來展開變換。通過柯爾莫哥洛夫擬合度檢驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)變換轉(zhuǎn)換正態(tài)擬合度較大的變數(shù)。結(jié)合歷史區(qū)域回歸的樣本對于區(qū)域平均雨量進(jìn)行變換。

2 飛機(jī)人工增雨飛行方案

在選取影響區(qū)和對比區(qū)時(shí)，對于飛行方案設(shè)計(jì)來說，選擇對比區(qū)和影響區(qū)的過程中，可以從過程雨量相當(dāng)和面積較為接近的區(qū)域內(nèi)入手，由此以來，促使因降雨區(qū)域分布的差異對對比區(qū)和影響區(qū)的差異有所減少。基于此，對于春季和秋季的降雨過程來說，可將其天氣形勢進(jìn)行分類，可分成14種，充分利用雨量資料，將每種每天形勢總降雨量分布圖畫出來。在估算增雨量過程中，加強(qiáng)其可比性，通過雨量經(jīng)過的區(qū)域?qū)⑵鋵Ρ葏^(qū)和影響區(qū)選取出來，以及對這兩個(gè)區(qū)域面積要求相當(dāng)?shù)冗@一點(diǎn)要給予充分考慮。在這種方案下，完成作業(yè)以后，對于兩個(gè)區(qū)逐時(shí)雨量來說，可實(shí)現(xiàn)后用，通過區(qū)域平均方法，將影響區(qū)域增雨效果有效估算出來。

3 飛機(jī)人工增雨對作物產(chǎn)量的效益

3.1 降水和產(chǎn)量關(guān)系

我們以小麥、玉米、甘薯和棉花等農(nóng)作物為例，在不同生育時(shí)段中，都離不開水指標(biāo)。但是，目前農(nóng)作物在生長期間，其水分供需有一定的矛盾。而對于農(nóng)業(yè)進(jìn)行分析，在用水時(shí)需要的是自然降水。但在黃河小浪工程對截流開始之后，黃河每年分配的水相對來說不多，對灌溉面積只能解決三分之一，在水資源嚴(yán)重短缺下，從某種程度上來看，不能夠充分利用光資源和熱資源，致使產(chǎn)量不能獲得提高，其二者有著密切的聯(lián)系。如果在每一旬為農(nóng)作物模型計(jì)算，將其各區(qū)域作物逐旬毫米增雨對產(chǎn)量的動(dòng)態(tài)影響系數(shù)得出來。

3.2 跟蹤指揮和作業(yè)實(shí)施

對于飛機(jī)增雨作業(yè)進(jìn)行分析，這種重要的技術(shù)離不開飛機(jī)人工增雨作業(yè)方案，基于此，對此方案必須要設(shè)計(jì)。通常情況下，在設(shè)計(jì)飛機(jī)作業(yè)方案的過程中，需要將目標(biāo)區(qū)范圍、作業(yè)時(shí)限、作業(yè)部位、作業(yè)方式、作業(yè)技術(shù)等融入此方案中，以上這些也是此方案最基本的內(nèi)容。對于人影辦和氣象臺(tái)來說，要重點(diǎn)關(guān)注增雨天氣過程，并提供相應(yīng)的指導(dǎo)建議為人影作業(yè)，積極關(guān)注作業(yè)計(jì)劃。并對機(jī)場空管部門進(jìn)行提前申請飛機(jī)航線，與氣象局隨時(shí)進(jìn)行溝通，及時(shí)發(fā)布指揮信息，確保能夠高效實(shí)施空地協(xié)同作業(yè)，從某種上來看，為農(nóng)作物帶來一定的效益。

3.3 飛機(jī)航線和飛行高度

對于人影辦值班人員來說，要有效收集天氣形式、短期預(yù)報(bào)、衛(wèi)星元圖、雷達(dá)探測、臺(tái)站天氣實(shí)況、雨量等資料信息，并將其此資料進(jìn)行分析，在綜合分析的過程中，從作業(yè)潛力預(yù)報(bào)入手，把作業(yè)計(jì)劃科學(xué)合理制定出來。在起飛前的兩個(gè)小時(shí)，需要對當(dāng)天飛機(jī)作業(yè)計(jì)劃進(jìn)行申報(bào)，將飛機(jī)航線預(yù)定出來。

3.4 飛機(jī)人工增雨對農(nóng)作物效益

飛機(jī)人工增雨對農(nóng)作物效益有著直接的影響，在最終形成的產(chǎn)量上就能體現(xiàn)出來。如果將增雨作業(yè)次數(shù)以n的形式進(jìn)行表示，每次增雨量以r的形式進(jìn)行表示，將其某作物每公頃的氣象產(chǎn)量變化得出來。

4 結(jié)語

在飛機(jī)人工增雨作業(yè)的過程中，為了更好地解決目標(biāo)區(qū)固定問題，我們要采取有效的方法，如分層歷史回歸單次試驗(yàn)效果估算方法，當(dāng)增雨作業(yè)完之后，來估算增雨量。從農(nóng)作物產(chǎn)量進(jìn)行分析，與降雨量有著密切的聯(lián)系，在積分回歸模型下，能夠得出增雨量提供給各作物產(chǎn)線系數(shù)，由此以來，對于增雨農(nóng)作物產(chǎn)量效益來說，建立此動(dòng)態(tài)評估模型，實(shí)現(xiàn)人工影響天氣有效結(jié)合天氣。