火箭人工增雨作业的个例分析

2005年6月27日甘肃永昌实施了火箭人工增雨作业,XDR数字化天气雷达对这次增雨过程进行了跟踪探测。通过分析这次人工增雨前后天气学背景和雷达回波演变情况,证明在有利的天气形势下,通过火箭人工增雨作业后,雷达回波强度增强、回波范围和地面降水频率增大,作业后24 h地面雨量的分布情况也佐证了这一结果。     

武汉一次对流云火箭人工增雨作业的综合观测分析

为了收集整理对流云人工增雨效果的相关证据,利用雨滴谱、GPS/MET水汽、多普勒雷达和地面分钟雨量观测资料,对2014年9月28~29日武汉一次对流云火箭人工增雨作业过程进行效果分析检验。结果表明:(1)对流层中低层上干下湿结构有利于对流发生,作业前水汽向武汉附近集中,雷达回波顶高为10 km左右,且作业目标云处于新生或发展阶段,具有较好的作业条件;(2)通过催化目标云与对比云的对比分析发现,催化后对流单体的最大反射率因子、回波顶高、垂直液态水含量和强回波面积等物理参量均出现不同程度增长,整个生命史延长30 min以上,其中F1对流单体经催化后在00:33~00:51经过武汉观测站,形成的降水粒子在1.85 mm粒径处出现峰值,且粒径和数浓度快速增长至最大;(3)3个目标云此次催化后的增雨率均超过36%。     

包头中部地区一次人工增雨作业的效果分析

通过2004年6月5日人工增雨作业实况和711数字雷达回波以及地面雨量自记资料的对比分析,发现在深厚的层状云系中,适时进行人工增雨作业,可以加快混态云的冰—水转化效率,增强降水能力。分析结果为指导火箭人工增雨作业提供了科学的方法和可靠的数据。     

一次积层混合云增雨作业天气条件分析和雷达回波效果检验

利用多普勒天气雷达数据、常规气象资料和地面降水资料等,对2013年5月8日山东泰安地区一次积层混合云人工增雨作业天气条件和作业效果进行综合分析。分析天气背景条件是否有利于开展增雨作业,采用催化前后作业云与对比云对比分析的方法,讨论依据雷达回波参量的变化来分析判断催化作业效果和催化时机的途径,并配合地面降雨量来佐以说明。结果表明:1)本次增雨作业有良好的天气形势、水汽及动力条件。2)播云作业产生了一定的正效果,且在作业后12 min即开始显现。作业后作业云雷达回波参量值明显增大,对比云增大率远小于作业云;作业云回波顶高、回波体积、最大反射率因子、垂直累积液态水含量、降水通量对对比云的正偏离也明显增大,增大率分别为200.0%、288.2%、29.4%、65.0%以上和384.8%。3)作业后地面影响区雨量增幅较大,增雨效果持续3 h,小时雨量明显高于对比区的。4)最佳增雨作业时机应比原作业时间提前12 min。5)将新一代天气雷达回波分析和常规天气分析相结合,有利于提高人工增雨作业及其效果评价的科学性和准确性。     

火箭增雨效果雷达回波分析

利用2004年6月12日甘肃省永登县雷达观测对流云的加密资料,选取了2次相似对流云过程分别作为目标云和对比云,探讨了目标云作业前后较对比云雷达回波有关参数的显著变化,并结合地面雨量点观测资料对地面人工增雨作业效果进行了初步分析,结果表明:目标云在降水、生命期特征、回波垂直特征参数变化方面,表现出作业前后较对比云存在明显差异,目标云作业40 m in后地面产生0.6 mm降水,而对比云则从新生发展到减弱消散阶段经历较短的时间(30 m in),地面并无降水产生,从而推断本次人工增雨达到了一定的预计效果。     

地面人工增雨随机试验方法的探讨

为了解决地面火箭人工增雨随机试验中不同移向的目标云催化后不能完全覆盖目标区的问题,提出以雷达回波移向轴线确定火箭人工增雨目标区和对比区的方法,该方法放宽了对作业目标云移动方向的要求。为得到更多的试验样本,在满足试验条件的情况下,对较长时间的降雨过程以150min为间隔取样,有利于增加随机试验的样本数,减小试验周期,便于进行作业效果的统计检验。     

一次飞机冷云增雨作业效果检验

最近60多年,全球范围内广泛开展了人工增雨作业,但人工增雨效果检验一直是个难题。传统上,利用雨量计和目标/对比区统计数据评估人工增雨效果,结果大多不确定。对一次人工增雨作业而言,从科学上给出令人信服的效果检验更是没有好的解决方案。2017年3月19日,陕西省实施业务飞机冷云增雨作业播撒含有750 g碘化银（AgI）的催化剂,播撒线长125 km。作业后卫星、雷达观测到一条与播云线对应的清晰的云迹线,地面雨滴谱仪观测到相应的雨强、雨滴数浓度、雨滴直径增大,表明播云使云体产生了增雨响应。针对这次增雨过程,从连片雷达回波中分离增雨作用造成的回波增强带（增雨影响回波）和确定了自然降水回波强度,建立增雨影响回波强度（Z）与地面雨强（I）的拟合关系（Z-I关系）,定量研究人工增雨的时、空演变。结果表明:（1）增雨影响时间约4 h,增雨影响回波区域（增雨影响区）面积为5448 km2。该区累计降雨总量和增雨总量分别为1.518×106 m3和8.04×105 m3,增雨影响区内增雨率达53%。（2）总降雨量、增雨量、自然降雨量随时间先增后减,总降雨量与增雨量的峰值同步,两者峰值都早于自然降雨峰值;催化后146 min （04时47分,世界时,下同）,每6 min增雨量达到最大,为4.9×104 m3;催化后174 min （05时15分）,增雨雷达回波面积达到最大（1711 km2）,面积峰值滞后增雨量峰值出现。（3）增雨影响区位于播撒线下游,呈条带状;区域内总降雨量空间分布为中间大边缘小,与增雨量空间分布一致。（4）此次增雨作业改变了降雨时、空分布,促进降雨形成,增加了地面降雨量。      

一次增雨作业的FY-4A卫星反演分析

本文利用FY-4A卫星对2019年5月四川盆地实施的一次人工增雨减轻空气污染作业条件进行分析，综合分析增雨可播性，判别增雨潜力区和作业高度，为开展人工增雨作业提供可靠的依据，然后利用多普勒天气雷达、地面气象台站、空气质量指数、颗粒物污染物浓度等多种数据资料分析人工增雨作业前后作业云体宏观情况和空气质量、雨量的变化，对其作业效果进行分析。结果表明:(1)5月12日四川盆地西部有云系发展，作业前6小时作业区附近主要为积层混合云，存在大量过冷水，红色对流泡云顶温度约为-30℃，粒子有效半径为15～40μm，作业前0～3小时作业区位于深厚对流降水云边缘，云顶温度约为-40℃，粒子有效半径为7～40μm，作业区南部有大片积层混合云，提供大量过冷水；(2)作业区内，高低空配合的环流场形成了较有利的降水形势，作业云体过冷水丰沛，增雨潜力较好，符合人工播撒催化剂条件，适宜开展人工增雨作业；(3)经过人工增雨作业后，作业区雨量峰值降雨时间延长，总体雨量增加，作业区的AQI从82降到29，PM₁₀从94μg/m3下降到28μg/m3，PM_2.5从49μg/m3降到17μg/m3，而3个对比区没有实施人工增雨作业，空气质量指数持续超标数小时。      

渭南市人工增雨作业技术指标与判据

利用渭南市1997—2006年10a 46次人工增雨过程的711雷达回波、天气形势、地面观测、实况等资料,结合近2a的多普勒雷达产品资料进行统计、对比、分析,得出渭南市高炮火箭人工增雨作业技术指标和判据。西风槽是主要影响天气系统;增雨时段2—9月,以3—7月为主;作业主要云系为层状云、对流云和混合云;首次分析出层状云0oC层亮带变化规律,强度20~35dB z,厚度0.3~0.5km,亮带高度随季节变化;根据不同云系的回波判据确定作业时机、部位、方式及用弹量;回波的移向移速也是确定作业时机的重要判据;得出多普勒雷达产品在人工增雨应用中的简易指标。     

WR-1B型火箭在人工防雹中的应用

针对近年来在渭南市境内,依靠“711”雷达实施指挥,运用地面人工增雨防雹所使用的新一代WR-1B型火箭系统,开展防雹作业的实践,通过认真分析,归纳总结出WR-1B型火箭系统防雹要实现科学、有效、安全的5项技术要点,简要给出了针对不同雹云实施火箭作业的时机、部位和剂量。2004-07-10火箭防雹作业9min后,雷达回波强度减弱10.6dBz,回波顶高降低2.0km,效果明显。     

X波段移动天气雷达产品在人工增雨中的应用

2020年5月19日四川省绵阳地区实施了一次人工增雨作业,利用X波段移动天气雷达产品,对作业前后雷达回波和地面降水资料进行了对比分析。结果表明：反射率因子大于20dBz、垂直累计液态水含量（VIL）达到 0.3kg/m² 以上时,云层具备较好的降水条件,有利于实施人工增雨作业;增雨作业后,反射率因子最大强度、平均强度和降水回波面积都明显增大,回波中心 VIL 显著上升;利用对比区和影响区降水资料分析得到相对增雨率为 18.9%,绝对增雨量达 6.2mm,作业催化取得较好效果。     

夏季对流云人工增雨效果评价方法初探

由于对流云尺度小、生消快,降水时空分布不均匀等特点,对其进行人工增雨效果评价是十分困难的事.本文利用2003年在"江淮地区对流云人工增雨外场试验"试验区获取的对流云人工增雨监测资料,采用成对对流云试验方案,开展对对流云人工增雨效果进行评估.通过对催化云催化前后雷达特征量和地面雨量变化分析,以及催化云与非催化云自身对比分析和双比分析,初步得出:人工催化后10～20 min增雨效果不明显,人工催化30 min后才能产生明显的增雨效果,其效果在100%以上.     

一次小流域增雨作业的分析和评估

根据高空环流形势和地面降水资料,对2002年9月27日秦皇岛市石河水库上游实施的人工增雨作业进行了分析和检验。增雨作业影响区5个雨量点平均雨量108.4 mm,其中最大达160.2 mm(非影响区雨量33 mm)。此次增雨作业使石河水库洪水总量达803×104m3,为水库增加260×104元经济效益。对作业后1 h作业影响区和非影响区雨量进行秩和检验,结果表明作业影响区和非影响降水差异明显,人工增雨效果显著。文中对火箭人工增雨作业方法和时机进行了探讨。     

2014年9月14日聊城人工增雨效果分析

为检验高炮、火箭人工增雨作业效果,采用多轮人工增雨作业方法和区域对比分析方法,对2014年9月14日聊城地面人工增雨作业情况和效果进行初步分析。结果表明：在有利的天气背景和及时作业的情况下,采用区域对比分析方法对作业后3h雨量进行效果检验,聊城西部和东北部两个作业区,相对增雨分别达到24.44%和18.38%。     

液态CO2播撒催化技术在河南省飞机人工增雨作业中的应用

介绍了液态CO2的催化原理和催化技术,并根据催化后的雷达回波强度和雨量变化,分析了利用液态CO2催化技术实施人工增雨作业的效果.结果表明:对0～-5 ℃云层实施液态CO2作业后,影响区雷达回波增强,地面雨量增大.     

一次聊城地面人工增雨作业效果分析

利用多普勒雷达图像作业前后的变化,分析地面人工增雨作业的物理响应。运用山东省气象科学研究所建立的地面人工增雨作业效果检验系统,采用活动区域对比方法,对一次聊城市莘县高炮、火箭增雨作业进行了检验。结果表明：该次作业相对增雨量17．16％,影响区面积622．92km^2,总增雨量940609．2m^2。     

三门峡市新一代人工影响天气综合技术系统

三门峡市新一代人工影响天气综合技术系统以地面人工增雨、防雹以及空中云水资源开发研究为目的,充分利用了micaps平台和卫星云图、新一代天气雷达、地面雨量等资料及多年人影作业经验,完善了三门峡地区人工影响天气最佳作业时机的预警和作业指标;采用合理的业务流程,实现了系统主模块以及大气监测探测、信息采集存储、通讯网络、决策指挥、效果检验和系统配置等子模块的各项功能;首创了人工影响天气作业指挥系统的立体地理模型以及连接系统软件的数字电路;该系统可以在同一平台上综合调显雷达、云图、炮位、雨量等信息,并迅速做出各种判断、设计作业方案,为实时进行地面人工增雨、防雹作业,提供了一个反应灵敏、功能齐全的决策指挥平台.     

基于雷达产品的人工增雨作业指令实时计算软件

将图像处理技术应用于增雨作业目标云的自动识别中,设计并实现了人工增雨指令实时计算软件.解析雷达产品数据,将雷达产品作为极坐标表示的图像像素的集合;利用四川盆地地区适宜增雨作业云系的雷达回波特征统计分析结果,通过区域分割、区域标记等图像处理方法识别出作业目标云,确定作业目标位置;结合作业点的地面位置和作业工具,科学计算出具有作业条件的作业点和作业指令的相关参数,极大地提高了人影作业指挥的自动化程度.     

广东省火箭人工增雨作业的航管保障

人工增雨作业是一项复杂的工程,除了气象预报、地面作业外,还涉及到空中的交通安全。根据火箭人工增雨的特点和广州区域管制特点,从航行管制的角度,介绍火箭人工增雨有关计划申请、作业申请的协调方案、航管部门的指挥避让方案。火箭人工增雨有关注意事项:(1)未经批准严禁作业;(2)通信联络保持畅通;(3)被要求停止作业时立即执行。     

高炮、火箭人工增雨效果统计检验方案设计中的几个问题讨论

基于理想化的人工增雨概念模型,分析了地面增雨作业效果检验试验区设计的基本特征,以及作业轮次、云系移动速度、催化云系对试验区中雨量点的覆盖率等因素对效果评估的影响,主要结果为：1）云系移动速度应该作为目标云选取的一个重要指标,它直接影响试验区的长度和作业点的布局,对效果评估也有很大的影响,不同移动速度的目标云系将人工增加的降水分散到不同的区域,增加了效果评估的难度。2）存在一段最短时间的雨量资料可以用于效果评估,它由试验区长度、作业时间和目标云移动速度共同决定。3）分别给出了作业时间与用于效果统计的雨量时间之比、催化云系对试验区雨量点的覆盖率影响相对增雨率的计算公式,据此定量分析了以色列Ⅰ随机试验资料,结果表明要评估出一定的相对增雨率,需要人工催化云系具有较大的增雨量,即较为显著地改变自然降水。