一次人工增雨作业中CA—FCM与其他评估方案的比较研究

根据2002年4月5日河南省人工催化增雨作业数据,分别采用作业区域趋势对比双比分析评估方案、区域趋势相关回归评估方案、区域趋势协变量多元回归评估方案、FCM（浮动对比区历史回归）评估方案、以降水量为协变量的CA—FCM评估方案和以降水量与整层大气可降水量为协变量的CA—FCM评估方案进行效果评估。结果表明：协变量由降水量和整层大气降水量2个组成的CA—FCM方法,由于引入了不受催化影响的物理协变量作为控制因子．以及采用了聚类分析提高了对比区和影响区相关性,其评估效果最好,显著水平高于0．05;其他评估方法评估效果较差。     

CA-FCM方案与其它几种人工增雨评估方案的比较

对河南省12次飞机增雨作业,分别采用作业区域趋势对比双比分析评估方案、区域趋势相关回归分析方案、区域趋势协变量多元回归分析方案、浮动对比区历史回归分析方案(FCM)、以降水量为协变量的CA-FCM(Cluster-Analysis-based Floating Contro historical regression Method)方案和以降水量和整层大气可降水量为协变量的CA-FCM方案进行效果评估,均得到大于15%的相对增雨量.对结果比较分析表明:协变量由降水量和整层大气降水量两个组成的CA-FCM方案,由于采用了聚类分析提高了对比区和影响区相关系数和引入了整层大气可降水量作为协变量提高了作业区自然降水量估计值的准确性,从而比其它评估方案效果更好.     

一次人工增雨作业中CA-FCM与其他评估方案的比较研究

根据2002年4月5日河南省人工催化增雨作业数据,分别采用作业区域趋势对比双比分析评估方案、区域趋势相关回归评估方案、区域趋势协变量多元回归评估方案、FCM(浮动对比区历史回归)评估方案、以降水量为协变量的CA-FCM评估方案和以降水量与整层大气可降水量为协变量的CA-FCM评估方案进行效果评估。结果表明:协变量由降水量和整层大气降水量2个组成的CA-FCM方法,由于引入了不受催化影响的物理协变量作为控制因子,以及采用了聚类分析提高了对比区和影响区相关性,其评估效果最好,显著水平高于0.05;其他评估方法评估效果较差。     

聚类分析在人工增雨效果检验中的应用

在前人研究工作的基础上，对非随机区域历史回归试验进行了改进，提出了一种新的试验方案——基于聚类的浮动对比区历史回归人工增雨效果统计检验方法（CA-FCM方法），并与浮动对比区历史回归统计检验方法（FCM方法）进行了比较。通过对河南省春季6次作业进行评估得出：由于CA—FCM方法采用了聚类分析，提高了对比区和影响区的相关系数，及引入了整层大气可降水量作为协变量，所以提高了作业区自然降水量估计值的准确性，比FCM方法有更高的效果评估效率。     

区域趋势控制协变量回归分析效果评估方法研究

本文根据区域趋势控制和气象－物理协变量相关设计了三套非随机化人工增雨作业效果评估方案，个例作用区域趋势对比双比分析评估方案，区域趋势相关回归分析评估方案和气象－物理协变量多元回归分析评估方案，对河南省实例评估计算表明，利用物理协变量作为控制因子，可以提高作业区自然水量估计值的准确度，从而能提高随机化作业的效果评估效率。     

山东济宁地区人工增雨效果检验

利用国内外普遍应用的区域雨量对比和历史区域回归试验2种增雨效果统计检验方法,分析适用于山东济宁地区人工增雨效果检验的评估方法。运用区域雨量对比试验计算出2次稳定性降水过程增加的降水量,运用历史区域回归试验法计算了2006~2009年济宁地区人工增雨作业的平均增雨量,对2月和4月的增雨效果进行了对比分析。结果表明:效果检验方法的不同导致人工增雨的降水量增加效果差别较大,利用区域雨量对比方法对济宁地区人工增雨效果评估非常实用。     

基于区域历史回归法的辽宁地区一次人工增雨作业效果检验

利用区域历史回归统计分析方法,选取1961—1990年辽宁省国家级地面气象站的日降水量资料作为历史样本,以铁岭地区作为对比区对2016年8月31日阜新地区一次人工增雨作业过程进行效果检验。结果表明:结合探空、雷达、数值模式资料和作业参数分析可知,2016年8月31日阜新地区人工增雨作业过程符合人工增雨作业的合理性要求,绝对增雨量为20.06 mm,相对增雨率为119.43%,通过了0.01水平的显著性检验。与国内其他省份应用相同方法进行人工增雨效果检验的个例对比发现,统计变量的选取对人工增雨作业的效果检验较重要。     

盐湖区小流域人工增雨方案及效果检验

为了增加盐湖地区的降水，保护自然资源，运城市气象局和南风集团合作实施了人工增雨作业，给出并详细分析了增雨作业方案。同时利用盐湖区2001年7月至9月的降水量资料，采用回归统计评估法进行了效果检验。通过计算得出2001年人工增雨作业为盐湖区增加了30%左右的有效降水。     

陕西飞机人工增雨效果统计检验方法研究

应用针对陕西省飞机人工增雨作业特点设计的区域回归统计方案,对2002、2003、2006年春、秋季飞机增雨分别进行效果分析,结果表明:春季11架次08?20时平均增雨量1.6 mm,作业后3 h平均增雨量0.3 mm;秋季13架次08?20时平均增雨量3.6 mm,作业后3 h平均增雨量1.3 mm;通过成对试验符号秩和检验,显著性水平均优于5%,表明作业效果显著;分析结果说明了统计方案的可行性。基于该区域回归统计方案开发的飞机增雨效果评估系统,实现对增雨效果的及时、客观、定量评估。     

2003年7月18日～8月12日遂川人工增雨催化效果的统计分析

用区域回归试验的方法对2003年7月18日～8月12日遂川县开展的人工增雨作业进行效益评估,发现遂川县在这期间进行的人工增雨作业增加降水量38.68mm,相对增加率为35.88%。     

基于区域历史回归法的雷州半岛火箭增雨作业效果检验

利用ERA5再分析资料,区域自动站雨量资料以及双偏振雷达基数据,采用区域历史回归方法,对2020年7月4日雷州半岛火箭人工增雨作业进行物理检验和统计检验。结果表明:作业后作业区域云系云冰含量大幅增加,强回波区面积增大,回波顶高度升高,平均回波强度显著增加。选取1971—2000年作业影响区和对比区逐年7月的平均日降水量资料作为历史样本建立回归公式,结合作业当天区域自动站的雨量资料,计算得出日降水量和作业后3 h累积降水量的绝对增雨量分别为11.07 mm和2.32 mm,相对增雨率分别为51.08%和38.73%,均通过了置信水平为α=0.05显著性检验。因此,雷州半岛开展人工增雨作业对缓解气象干旱,满足水库蓄水等有重要意义。     

内蒙古中部地区一次飞机人工增雨效果检验分析

利用卫星、雷达、区域自动气象站雨量等资料,运用区域对比分析方法,对2016年5月23日内蒙古中部地区一次飞机增雨作业天气进行效果分析。分析结果发现:在作业前云顶温度-8℃,云粒子有效半径16.28μm,过冷水较丰富,具有一定的增雨潜力;作业后各项云参数、雷达参数以及地面降水量均有所增长;而对比区各项云参数在作业前后变化不明显或减小,地面降水量有明显下降趋势。因此认为该次增雨作业是一次较为有效的增雨作业过程。     

辽宁人工增雨试验区功效研究

采用复随机化试验法对辽宁人工增雨试验区进行功效分析,并通过对基于聚类的浮动对比区历史回归统计检验评估方案(CA-FCM)等几种评估方案的比较,确定了最适宜辽宁人工增雨试验区的试验方案和样本容量.结果表明:在辽宁人工增雨试验区以80%检出概率(0.05显著度)检验出10%增雨效果,区域控制试验和区域回归试验需要400个样本,区域交叉试验、多区双比交叉回归试验、CA-FCM需要250个样本.其中CA-FCM评估方案在相同的样本容量和催化效果情况下,功效值最大,评估效果最佳.     

2009年飞机人工增雨作业抗春旱效益评估

本文介绍了人工增雨作业效益的一种评估方法——区域雨量对比法,以及该方法在实际业务工作中的应用:统计了2009年春季四川省飞机人工增雨的作业情况,采用区域雨量对比法对每次作业进行效益计算,得出每次作业的影响面积、影响区降水、对比区降水、增雨量、增加的降水量等,根据春旱期间的降水情况与旱情缓解情况,对人工增雨抗春旱的效益进行了分析评估,并尝试计算出缩短春旱的持续时间,给出了评估结论,并对该方法的应用进行了讨论。该评估方法对于人工影响天气业务工作,具有一定的实用性和可操作性。      

2009年飞机人工增雨作业抗春旱效益评估

本文介绍了人工增雨作业效益的一种评估方法——区域雨量对比法,以及该方法在实际业务工作中的应用：统计了2009年春季四川省飞机人工增雨的作业情况,采用区域雨量对比法对每次作业进行效益计算,得出每次作业的影响面积、影响区降水、对比区降水、增雨量、增加的降水量等,根据春旱期间的降水情况与旱情缓解情况,对人工增雨抗春旱的效益进行了分析评估,并尝试计算出缩短春旱的持续时间,给出了评估结论,并对该方法的应用进行了讨论。该评估方法对于人工影响天气业务工作,具有一定的实用性和可操作性。     

非随机化人工增雨作业功效数值分析和效果评估

用自然复随机化方法对北京市人工增雨作业非随机化试验进行功效数值分析.结果表明不同统计检验方案功效差别较大,序列试验功效最差,当作业样本数较多时对比试验功效较高,其次为区域历史回归试验和双比分析方案,当作业样本数较少时区域历史回归试验功效比其他两种方案更高.功效与增雨效果、历史样本数、作业样本数都有关系,当作业样本数或历史样本数增多时,功效都会增大,但是增大的程度会随着样本数目的增多而趋缓.分类统计不一定可以提高检验功效值,要采用分类统计方案首先就要保证分类后的作业样本数下的功效值大于合并后作业样本数下的功效值.在综合分析影响功效的各种因素基础上选择区域对比试验、双比分析和区域历史回归试验对北京市2002～2007年人工增雨作业进行效果总评价,结果均表明相对增雨效果在10％左右,采用复随机化方案进行显著度检验,结果表明3种方案下显著度水平均达0.05.     

飞机人工增雨（雪）作业季节的合理选择

利用呼和浩特市和乌兰察布市1994--2003年近10年降水量分布、春季降水日数分布以及白塔增雨基地近年来增雨作业频次分布,分析研究了当地适宜开展飞机人工增雨（雪）作业的季节,提出了与实际降水量气候背景相符合的、科学合理的飞机人工增雨（雪）作业时段,为科学安排增雨（雪）飞机租用及人工增雨（雪）作业提供了可靠的依据。     

2006年北京市人工增雨作业效果统计分析

利用区域历史回归方案对北京市2006年人工增雨作业效果进行统计评估,选择区域平均日雨量作为统计变量,北京市2006年共有43个催化作业日,其中41个为增雨作业日,作业区域位于北京市北部,面积大约为100 km×50 km.评估结果表明,北京市2006年人工作业相对增雨13%,绝对增雨39 mm,但增雨效果不显著.本文根据催化技术状况对作业日进行分类统计分析,得到21个地面催化充分作业日相对增雨34%,显著度较高,u检验达0.019;29个地面和飞机催化充分作业日相对增雨37%,u检验显著度为0.022;8个飞机作业日相对增雨48%,增雨显著度较低;12个催化不充分作业日相对减雨49%;2个过量播撒消雨作业日相对减雨12%,结果也不显著.分类统计分析表明,对目标区进行充分催化是获得好的催化效果的前提.     

人工增雨效果物理检验方法的建立及应用

本文针对基于多源探测数据的人工增雨效果物理检验,建立对比区选取的相似性度量系数（APC,Analogy Deviation-Pearson Correlation Coefficient）,建立人工增雨效果物理检验的无量纲化指数PIDI（Physical Inspection Dimensionless Index）方法。结果表明:（1）人工增雨效果物理检验PIDI指数方法,能够实现以相似性度量系数APC最大程度削减增雨作业催化云体及降水的自然变率影响,以无量纲化处理方法综合多种具有量纲差异的云物理探测参数,最终以一个百分数变化率的数值形式综合度量多种云物理参数的整体变化趋势及程度。（2）应用PIDI方法对2014～2019年24架次飞机增雨作业进行增雨效果物理检验。人工增雨催化引起作业后3 h的云顶温度、云粒子有效半径、光学厚度、液水路径、组合反射率、≥30 dBZ回波面积、垂直累积液态含水量7项指标平均变化率3.4%～19.6%。18次作业的小时降水量变化率呈0～58.3%的增雨效果,6次作业的小时降水量变化率呈?37.5%～0的减雨效果。多数增雨作业引起的云物理参数变化明显小于降水变化。（3）具有增雨正效果的18次增雨作业,人工催化引起多数作业的云顶温度、组合反射率、垂直累积液态含水量呈增加趋势,多数作业的云粒子有效半径、光学厚度、液水路径呈减小趋势。（4）利用飞机增雨个例对比PIDI指数方法与K值方法异同。对于降水量变化趋势的检验二者具有一致性。二者差别在于PIDI指数方法能够反映人工催化引起的所有检验指标平均变化率。     

2004年春夏季海南火箭人工增雨效果检验

运用双比分析和降水量区域历史回归两种分析方法,对2004年春夏季海南省的火箭人工增雨作业进行了效果的统计检验,选用1962~2001年的资料建立了对比区—人工增雨作业目标区回归方程。初步计算表明,2004年春夏季人工增雨作业141 d约增加降水199.6 mm,降水总量约24.6×108m3,投入与产出比为1:37。