西安新一代天气雷达产品在一次人工增雨中的应用分析

在常规天气形势分析的基础上,应用西安新一代天气雷达(C INRAD/CB)产品,结合地面降水,对渭南今年初夏一次人工增雨作业,以及雷达回波图上目标云系作业前后反射率因子、垂直累计液水含量、回波顶高等进行对比分析,表明增雨效果明显。因此,用新一代天气雷达产品指挥人工增雨作业是有效的,回波要素变化为人工增雨效果评估提供了直接物理证据。     

锡林郭勒盟2020年6月21—22日飞机人工增雨作业个例分析

文章利用常规观测资料、NCEP再分析资料、自动气象站观测资料和锡林浩特多普勒天气雷达产品等分析了2020年6月21—22日锡林郭勒盟一次明显降雨天气过程,以及飞机人工增雨作业效果。结果表明:(1)在天气形势和作业条件适宜的情况下,对系统云系播撒催化剂,促使大量的人工冰核迅速形成冰晶,使云中过冷水转化为降水。(2)飞机人工增雨作业后,作业区及下风方向的降水回波强度稳定或加强,回波面积明显扩大。(3)自动气象站雨量观测资料分析得出,飞机人工增雨作业使得飞机作业区及下风方向区域的降水范围及降水量均增大,增雨效果能维持3～6 h。(4)在有利的天气背景下,K指数为22～28℃,SI指数为0～2℃,比湿为8～12 k·kg-1,云顶温度在-15～-50℃,飞机人工增雨作业时间段内,云体较厚,含有丰富的过冷水,这种低能量高湿度且有较厚云体,具备了好的增雨潜势,适于开展飞机人工增雨催化作业。     

2010年3月14日河南省飞机增雨作业效果分析

利用天气图资料、河南省自动站降水资料、郑州新一代天气雷达产品等分析了2010年3月14日影响河南省的降水过程,以及当日飞机增雨作业效果,结果表明:由于受高空低槽东移影响,冷暖空气在河南交汇,且水汽输送良好、不稳定能量小,因而河南全省范围内产生了稳定的层状云降水;层状云降水,具备了飞机增雨作业的天气条件。此次增雨作业后,作业区及下风方向的雷达回波强度增强,面积扩大,降水范围及降水量均增大,且增雨效果能维持3 h左右。说明河南省春季,在有利的大尺度天气背景下,K指数在20～24℃,沙氏指数在6～10℃,雷达基本反射率在20～35 dBz,水汽条件较好时,在降水云系发展的区域进行飞机增雨作业效果比较明显。     

铜仁市夏季人工增雨作业条件指标研究

为了提高铜仁市的抗旱能力和人工增雨作业效率,该文通过统计、对比分析2013年铜仁市夏季人工增雨作业78次记录(样本)和多普勒天气雷达常用产品作业前后其特征变化,得出适合铜仁市人工增雨条件的雷达回波特征:反射率因子(0.5°仰角)≥25 d Bz,回波顶高≥6 km,垂直液态水含量≥10 kg/m2,径向速度场有辐合特征,回波移动缓慢或者稳定少动时,人工作业增雨作业效果较好,同时综合应用各种雷达产品建立人工增雨作业判别指标。     

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。     

湖南人工增雨云型的分析判别与多普勒天气雷达指挥系统的研制应用

对湖南主要人工增雨对象——积云和积层混合云作了多普勒天气雷达回波分析与判别,发现对流云在不同发展阶段回波特征有明显差异,而积层混合云持续时间长,回波特征变化小。综合分析回波强度、回波顶高、含水量、云顶温度、回波移速、回波面积等参数,得出湖南的人工增雨指标和评分规则,并依此建立地面人工增雨多普勒天气雷达指挥系统。它可实现实时指挥,发布作业预警信息以及作业方位角、仰角、用弹量等作业参数指令,结合作业点GPS信息及GIS地理信息将指导产品通过网络分发到各作业炮点。试验表明,它能有效提高对作业时机的预判能力、对作业对象的选择能力以及对实时作业的指导能力。     

江西省人工增雨作业指数预报研究

根据人工增雨作业需求和作业工具布局．结合全省精细化天气预报定量产品和多普勒雷达回波等资料。研究确定了江西省人工增雨作业指数及其计算方法。并建立了相应的业务运行及发布系统。研究结果表明,人工增雨作业指数的发布包括定时发布和不定时发布2种。并可分为可作业区（3级）、作业准备区（2级）、作业关注区（1级）、不适合作业区（0级）4个等级;针对这4个等级。为各地人影办提供了相应的措施和对策。另外。在TS评分标准的基础上。研究制订了该指数预报效果的评定方案。并对2003年的作业情况进行了效果评估。评估结果表明。所提供的作业指数预报产品直观、指导性强．提高了人工增雨的作业效率。减少了不必要的劳动和消耗。     

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。     

云南省飞机增雨作业条件指标及初步应用

为了提高云南飞机增雨作业指挥的科学性和有效性,通过对云南省2014年飞机增雨所有个例的分析,提出了有利于增雨作业的天气概括分型和飞机增雨作业潜力的雷达回波和天气学评判指标,包括雷达回波强度、回波顶高、垂直液态含水量、回波强度10 dBz的面积以及700 hPa相对湿度、水汽通量散度、K指数、SI指数和温度露点差。搭建的预警指挥系统利用雷达回波自动识别技术,完成不同强度雷达回波的回波块识别、回波跟踪、指标的修改和判别以及预警显示。最后使用2014年6月6日和2017年6月25日两个飞机增雨个例,初步验证了上述飞机增雨作业的评判指标。     

依据雷达回波自动选取对比云进行人工增雨效果检验的方法

针对对流云人工增雨作业效果的物理检验,提出了一种根据雷达回波参量自动选取对比云并进行效果分析的方法。以多普勒雷达的数据产品为基础,在作业时存在的所有对流单体中,通过比较它们与目标云的生成时间和空间位置,并应用相似离度法判别从其初始生成到作业时的回波参量及其变化特征的相似程度,自动找出对比云,最后给出在整个生命期内目标云的回波参量随时间的变化情况,以及目标云和对比云回波参量在同一时刻和同一发展时期的比较结果。依据该方法,研制了对流云人工增雨雷达效果分析软件。试验证明:该方法实用性较强,能够快速识别出对比云,在一定程度上消除人为判别的误差,提高对流云人工增雨作业效果分析的科学性。     

高纬地区一次飞机人工增雨作业综合分析

利用现代化人机交互气象信息处理和天气预报制作系统(Meteorological Information Comprehensive Analysis and Processing System,M ICAPS)常规数据、全球/区域同化预报系统耦合中国气象科学研究院的复杂云微物理方案(Global/Regional Assimilation and Pr Ediction System_Chinese Academy of M eteorological Sciences,GRAPES_CAM S)云模式产品及卫星数据反演产品等资料,基于云降水精细分析系统—东北版(Cloud Precipitation Accurate Analysis System_North East,CPAS_NE)平台,对2016年5月24日黑龙江省一次飞机人工增雨作业过程进行了分析。结果表明:在高空冷涡和地面低压的共同影响下,人工增雨作业目标区云层较厚、过冷层厚度较厚,且具有一定量的过冷水,同时雷达显示存在大面积片状层状云回波,具有较好的增雨催化潜力,云带深厚且垂直累积液态水含量较高时段为最佳增雨作业时段。人工增雨作业区与对比区的催化效果物理检验表明,作业效果在地面降水量方面表现明显,而雷达回波变化较小,卫星反演产品中作业区的黑体亮温温度降低较快、云顶温度有所下降、云顶高度略降低,宏观物理检验表明此次人工增雨作业催化效果较好。人工增雨作业后过冷层厚度降低表明催化剂消耗了云中的过冷水,光学厚度增加表明过冷水滴迅速增长成大滴,粒子有效半径在作业中降低表明催化剂在消耗云中的云粒子,利用反演的微观物理参数检验了此次飞机人工增雨催化作业的过程。     

利用多普勒天气雷达估算对流云火箭增雨防雹用弹量的方案

利用新一代多普勒天气雷达产品资料,结合人工影响天气原理,引用人工影响天气数值实验的人工冰核浓度等有关参数,将垂直累积液态含水量(VIL)及回波顶高度(ET)等导出产品合理地应用于火箭增雨防雹作业用弹量计算公式中,解决了以前人为或间接估计对流云作业区体积及其含水量的难题,提出客观定量计算人工增雨防雹作业用弹量的初步方案,并以其计算的用弹量为主要参数设计火箭作业参数指挥界面.经2005年一次增雨作业应用检验,证明结果切实可行,对节约人工影响天气成本,有效指导对流云火箭增雨防雹作业具有一定的意义.     

河南省春秋季适宜人工增雨作业的雷达回波特征

利用１９９３ ～１９９８ 年河南省春秋季３１ 例人工增雨天气过程５４ 个降水日的郑州７１４ＣＤ 多普勒天气雷达资料,统计分析了降水回波的特征及作业效果,确定了有利于河南省春秋季飞机人工增雨作业的雷达回波判据和最佳作业时机及最佳作业区域。     

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。     

CINRAD CB产品与自动站资料在人工增雨中的应用

利用高空、地面环流形势图和新一代天气C波段雷达产品中的反射率因子、径向速度产品以及自动站资料,对2011年7月29日大同地区一次大范围降水过程中人工增雨作业条件和效果进行综合分析.在同一环流背景条件下,通过雷达跟踪监测、雷达回波动画显示、作业前后回波强度比较、作业点与未作业点之间的比较,利用自动站数据,对增雨作业的效果进行综合分析比较结果表明此次大范围连续性降水的形成与适宜的人工增雨有一定相关性.     

利用雷达资料量化人工增雨作业参数

通过利用多普勒雷达的VIL（垂直积分液态水含量）ETP（回波顶）产品,确定人工增雨作业的最佳发射时间,根据以往人工增雨作业的经验,建立适合当地数学模式,定量计算作业中发射的炮弹用弹量、方位角及发射仰角。并通过2005年2月17日的人工增雨作业检测计算参数的可用性,结果表明,该计算模式可以实现人工增雨作业定量化,且作业效果明显。     

新一代天气雷达在人工增雨作业中的应用

将雷达资料传输到人工增雨作业指挥系统,指挥中心可以根据作业云的方位、距离、云高、云厚及其移向移速等雷达观测信息和先前输入指挥系统的作业点位置,自动计算出作业方位、作业距离、作业仰角,有效的指挥增雨作业;通过雷达跟踪观测,雷达回波的动画显示,作业前后的回波强度比较,作业点与非作业点之间的比较,还可以科学检验人工增雨作业的效果。     

衡邵盆地7—8月对流云特征与人工增雨作业效果分析

利用湖南邵阳新一代多普勒雷达站产品资料和区域自动站降水资料,分析了衡邵盆地2010—2016年的7—8月期间100个对流云个例雷达回波特征,对在邵阳区域范围50次地面火箭弹和37次高炮人工增雨作业效果进行检验。结果表明:(1)邵阳区域单块积云回波水平尺度在3-6km最多,占41.6%,单块积云回波面积50㎞2最多,占25.0%,回波顶高在5.5-6.0km最多;(2)不同天气形势下,单块积云回波面积、回波顶高也不相同;(3)积云降水回波的雷达识别指标在不同的季节存在一定的差异;(4)50次增雨作业平均相对于自然降水量的增幅估值为7.7mm,增雨效果明显;(5)作业面积在5至10km2范围内,增加作业炮弹的数量对增雨量的效果没有明显的影响。     

催化效应的雷达回波变化统计特征

本文利用四川省2010年度飞机人工增雨作业资料,统计每次作业前后雷达回波强度、回波面积、回波高度、垂直累积液水含量等因子的变化情况,分析了适宜作业云系的一些雷达回波统计特征和催化影响的物理效应,得到一些很有意义的结果,为人工增雨作业效果检验和效益评估提供了客观证据,对提高人工增雨作业技术具有一定的指示意义。      

对流云人工增雨雷达效果分析软件的应用

根据雷达回波参量自动选取对比云并进行效果分析的方法,研制了对流云人工增雨雷达效果分析软件.在此基础上,对2008年湖北省12次对流云增雨试验进行了效果检验:发现其中10个个例催化效果良好,具体表现为增雨作业催化后,目标云的物理参数发生了比较明显的变化,回波强度、回波顶高、液态含水量、强回波面积等均增大,约半小时内达到峰值,而相应的对比云回波参量增长幅度比目标云小,或者没有继续发展,大部分对比云的生命史比目标云短.最后,通过综合分析,提出基层作业站点适宜开展人工增雨的催化指标,在实际应用中取得了良好的效果.