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.     

人工增雨统计检验结果准确度分析

采用自然复随机化方法对人工增雨作业效果检验中常用的4种统计检验方案进行评估结果准确度分析,以“假效果”来反应评估结果准确度,指出影响评估结果准确度的各个因子并对不同统计方案的评估结果准确度进行比较。结果表明：评估结果准确度与作业样本数和历史样本数都有关系,准确度随样本数增多而提高,但随着样本数的增多,准确度的提高将趋于平缓;在相同条件下,区域历史回归试验较其它3种方案评估结果准确度更高,在规定显著度水平下要达到基本相同的评估结果准确度,区域历史回归试验所需样本数最少,其次为双比分析,但序列试验所需样本数最多,对比试验“假效果”区间分布成偏态,不宜用来做效果检验。还介绍了一种较少使用的统计分析方案——回归比率分析法,通过“假效果”分析表明,回归比率法比区域历史回归方案评估结果准确度更高。     

江西省人工增雨统计检验系统设计与实现

介绍了基于VB6．0数据库编程技术的江西省人工增雨统计检验系统的设计思路、实现方法及具备的功能,阐述了区域历史回归和双比分析两种统计分析方法在人工增雨效果检验中的应用。选取2008年贵溪市开展的2次人工增雨作业进行效果检验及系统应用检验,利用系统提供的区域历史回归分析方法,计算得到人工增雨作业相对增雨率约31．9％,增雨效果显著。     

随机试验功效的数值分析

根据自然复随机化法对福建古田地区人工降水试验的统计功效进行数值试验,结果表明,随机交叉设计试验2—3年能以80％的检出概率检验出20—30％的增雨效果(α=0.05),区域控制设计则要试验4—5年才能检验出相应的增雨效果;区域回归随机试验中,不同的统计检验方法:双比分析、多个事件检验和双样本回归分析,其检验功效差别不大,一般不超过5％;分层统计在一定条件下能提高统计功效,如层状云降水,由于其自然变差小,区域相关性高,分层统计其功效显著提高,积状云降水的统计功效则没有改善。区域相关性是影响统计功效的重要因素。     

祁连山北坡东段2010—2020年人工增雨试验效果检验评估

使用祁连山北坡中段和东段5—9月面雨量和水文资料,运用非随机人工增雨试验中的序列检验、区域对比、区域双比和区域回归等4种数理统计效果检验评估方法,对2010—2020年在祁连山北坡东段开展的人工增雨作业效果进行检验评估。试验发现：4种效果检验评估方法均证明祁连山北坡东段开展的人工增雨试验为正效果,其中区域对比、区域双比、区域历史回归试验效果检验通过了显著性水平α≤0.10的显著性检验;通过对4种评估检验方法分析,区域历史回归试验方法使用的样本容量较大,避免了人为选择历史相似天气容易引入众多主观偏倚和争议的操作程序,产生的假效果相比其他试验最小、功效最高,可作为最终评估结果,祁连山北坡东段2010—2020年平均相对人工增雨效果为26%。进一步评估了祁连山北坡东段2010—2020年开展大规模人工增雨对石羊河流域生态环境改善的影响,分析发现：石羊河年平均径流量增加了124.6%、民勤蔡旗断面年平均下泄水量增加了124.3%、民勤盆地地下水位上升了2.46 m,干涸近半个世纪的青土湖水域面积持续增大。     

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。     

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.     

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。     

飞机人工增雨区域控制模拟试验效果评价

采用非随机化－区域控制模拟试验方案,对江西柘林水库区域（１９７９～１９８２）飞机人工增雨作业结果进行重新评价;通过与共它非随机化试验方案比较,区域控制模拟试验方案能够客观定量反映出柘林水库飞机人工增雨作业实际结果,是一咱比较理想的人工增雨效果检验方法。分析结果表明,每次飞机人工增雨作业平均增雨量１．３７ｍｍ／４ｈ,相对增雨率２４．９２（α〈０．０５）;经准确度比较,区域控制模拟试验方案产生的假效果     

非随机化人工增雨试验效果的统计模拟研究

人工增雨抗旱救灾、水库蓄水发电外场作业均采用非随机化作业方案．非随机化试验通常有序列试验、区域对比试验和历史回归试验以及本文提出的多因子分层回归试验．由于自然降水在空间和时间分布上存在巨大差异,使得这些方法难以客观定量评价人工影响的效果．本文采用统计...     

人工增雨效果评估中的面雨量计算分析

选取北京地区两次不同性质降水过程,分别对仅用气候站和并入自动气象站/雨量站的雨量资料,应用算术平均法和泰森多边形法对固定目标区进行面雨量计算分析.结果表明,泰森多边形法在不同性质降水过程面雨量计算中都表现出了一定优越性;并入自动气象站/雨量站的面雨量结果较仅用气候站资料所得结果更具代表性.在人工增雨效果评估中,可以尝试对由气候站计算的面雨量统计订正的办法,较精确地获得历史期目标区(包括控制区)面雨量实际值,这对提高人工增雨效果的评估精度具有重要实用价值.     

Statistical evaluation of results of operative precipitation enhancement activities over large areas using historical regression method

Review of methods, used for statistical evaluation of results of artificial precipitation enhancement activities, is given. The historical regression method, modified for statistical evaluation of results of operative works on the artificial precipitation enhancement over large areas, is described. To control the efficiency of operative works, the “floating control method,” which uses a variable, or “floating,” set of meteorological stations as control stations instead of the fixed one, is proposed to be used. Problems of the criterion choice and the best regression equation search procedure are considered.     

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。     

人工增雨效果的数值统计评估方法

利用1995～2001年河南省春季降水资料，采用数值预报与统计相结合的方法，对飞机人工增雨的效果进行检验。该方法的基本思路是根据降水的气候特征设定增雨效果的评估区，在同一评估区内应用数值模式MM5V3对历史降水过程的降水量进行数值预报，从而获得一组预报雨量，对非增雨过程的数值预报雨量与降水实况进行统计分析，建立预报雨量与实况雨量的数理统计关系。对增雨作业过程的降水同样采用相同的数值模式进行预测，并与增雨后的实况雨量比较，从而得到飞机人工增雨效果。评估结果表明：1995～2001年春季飞机人工增雨效果比较明显，豫北区(Ⅰ区)平均为16．7％，豫东区(Ⅱ区)平均为19．3％。     

统计评估人工增雨效果的一些问题研究

雨量是大气降水的量度，还是人工增雨效果评估的重要参量。由于大气降水天气系统出现频率、雨区形状、大小、降雨持续时间、雨区中雨强分布等各年、月不同，被雨区覆盖的雨量站的雨量也是不断地变化的；站间雨量将不是一一对应的确定关系，而呈现统计相关关系。相关的程度又受多种因素制约，其中站点间的距离、降雨时间长度是重要因子。因此，研究它们对相关的影响对于人工增雨效果评估的科学性有十分重要的作用。     

Performance comparison of three predictor selection methods for statistical downscaling of daily precipitation

Predictor selection is a critical factor affecting the statistical downscaling of daily precipitation. This study provides a general comparison between uncertainties in downscaled results from three commonly used predictor selection methods (correlation analysis, partial correlation analysis, and stepwise regression analysis). Uncertainty is analyzed by comparing statistical indices, including the mean, variance, and the distribution of monthly mean daily precipitation, wet spell length, and the number of wet days. The downscaled results are produced by the artificial neural network (ANN) statistical downscaling model and 50 years (1961–2010) of observed daily precipitation together with reanalysis predictors. Although results show little difference between downscaling methods, stepwise regression analysis is generally the best method for selecting predictors for the ANN statistical downscaling model of daily precipitation, followed by partial correlation analysis and then correlation analysis.     

江西省对流云火箭增雨作业个例分析

利用基于日雨量和小时雨量资料的区域历史回归分析方法和基于雷达探测的作业云体单元和对比云体单元的时间序列对比分析方法对江西省两次对流云火箭增雨作业个例进行综合分析,结果表明:两次增雨作业的区域历史回归分析结果均为正效果,且均通过显著性水平检验,但使用日雨量资料和小时雨量资料分析得到的增雨效果差异较大,原因可能是两种雨量资料的时空分布差异较大,火箭作业期间两种雨量资料包含的时间长度不一致;利用雷达探测资料,基于相似理论找出与作业云体单元最相似的对比云体单元,对比分析作业云体单元和对比云体单元在作业前后雷达探测的5个物理量的时间序列变化发现,两次增雨作业中,作业云体单元的5个雷达探测物理量相对于对比云体单元出现了明显的正偏离现象,其中作业云体单元回波体积增加趋势最为突出,增雨效果的物理证据明显。两次对流云火箭增雨作业的雨量区域历史回归分析的正效果与雷达探测的作业云体单元和对比云体单元作业前后时间序列变化的正偏离现象互为印证,较好地展示了对流云火箭作业的增雨效果。