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〖CD*2〗based Floating Control 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C     

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。     

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。     

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.     

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.     

聚类统计检验在人工增雨效果检验中的应用

将聚类统计检验分析引入原有的基于聚类的浮动区对比历史回归人工增雨效果检验方法中,减小站点分区的盲目性,聚为同一类的站点相似度更大,使聚类分析具有统计学意义。并把这种方法和未引入聚类检验的方法进行比较,通过对河南4月10次作业的效果评估表明,引入聚类检验提高了效果评估的功效。     

利用统计检验对比法对克拉玛依市冬季飞机人工增雪作业效果再分析

利用1961-2017年新疆塔城地区塔城站（对比区）、克拉玛依市克拉玛依区气象站（目标区）57 a气象观测站的年12月降水量资料,采用统计检验对比法,不成对秩和检验、序列试验检验和t-检验等数理统计方法,结合对比区对目标区1988年起开展飞机人工增水作业前历史期27 a和作业期30 a的12月降水量进行了客观定量地统计对比差异评估分析。结果表明：（1）运用非参数性不成对秩和检验法,对比区增水显著性水平低于0.05,而目标区增水显著性达到α=0.025。（2）使用序列试验法,虽然在降水绝对增加值上目标区远不及对比区,但从相对增加率可以明显看出,开展飞机人工增水后目标区大于对比区,两者相差11.57%。（3）利用单边检验,对比区 t显著性小于0.05,而目标区t显著性为α=0.025;选定α=0.1置信区间,对比区平均年12月降水量绝对增加值为3.57 mm,相对增加率为16.5%,而目标区绝对降水增加值为1.19 mm,相对增加率为26.0%,高于对比区增加率9.5%。由此可得,开展冬季飞机增水以来,目标区降水量增量有了显著的增长。     

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。     

随机森林算法在人工增雨效果统计检验中的应用研究

评估人工影响天气的效果通常需通过一定的方法近似求出未作业时的降水量,传统的人工影响天气效果的统计检验方法以线性回归为主,这种方法能够较好地建立目标区和对比区的历史回归方程。但实际上,降水量受多种因素影响,通过历史回归方法无法解决降水量非线性的问题。为解决降水估算中存在的非线性问题,提高降水量估算精度,引入了当下流行的机器学习算法——随机森林算法。使用优选出的多个与降水量相关的预报因子,分别构建了月、日降水估算模型,然后利用江西省南昌市1961-2010年降水数据及环流指数数据,并结合2012-2014年南昌市地面增雨作业信息,验证所建模型估算降水的可行性和人工增雨作业效果统计检验的适用性。结果表明,随机森林模型估算精度较高、泛化能力强,能较准确地估算月、日降水量,对于稳定性降水的估算准确率达90%;但随机森林模型对汛期的月降水量和强对流天气影响下的日降水量估算结果较观测值偏低,有待进一步订正和研究。总体来说,随机森林模型具有精度高、稳定性好、收敛快、不用进行数据预处理、参数少、操作便捷等特性,在综合性能上具有一定优势和可推广性。     

基于VB+MO的一种在飞机增雨效果统计评估中不规则影响区计算的适用方法

文章建立了基于VB＋MO地理信息系统二次开发技术,结合二维线源扩散方程,更加客观地计算出飞机播云不规则影响区的范围、面积与体积降水量的适用方法,并结合CA-FCM方法,实现了该技术方法在飞机增雨效果统计评估系统中自动化应用。结合吉林省飞机增雨作业实例介绍了该方法的具体应用,并且对结果进行了讨论。     

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。     

基于飞机真实轨迹的一次层状云催化的增雨效果及其作用机制的模拟研究

层状云降水效率通常较低,但却具有较高的云水资源开发潜力,是人工增雨作业的重要对象.随着中国南方地区生态改善、水库增蓄、抗旱等社会需求的增加,针对这些地区降水云系的人工增雨研究显得愈发重要.使用三维中尺度冷云催化模式,对2018年10月21日湖北省一次层状云飞机人工增雨作业过程进行了数值模拟研究,并将模拟结果与卫星、降水...     

闽中雨季区域雨量统计特性及人工影响的效果

本文对福建古田水库地区三年人工降水随机试验的效果,应用双样本回归分析方法作了统计检验。结果发现:(1)区域雨量的四次方根变换正态性很好,拟合度达0.94;(2)区域雨量回归分析中,催化单元与对比单元的余方差不一定相等;(3)三年试验目标区平均增雨量20.3％,平均绝对增雨量1.11(毫米/3小时),显著度a=0.05;(4)在各种天气条件下,以锋面天气的催化效果最好,平均增雨量达70.6％(a<0.05),平均绝对增雨量2.82(毫米/3小时)。其它天气条件下的平均效果都不显著;(5)自然雨量小时,相对增雨量大,它随自然雨量增大而减小,当对比区自然雨强大于3(毫米/小时)时,催化效果就不显著;(6)催化效果大于20％的区域位于作业点下风方10—50公里,宽约20公里的范围;(7)介乙醛与碘化银的催化效果,差异不显著。     

1975—1986年古田水库人工降雨效果总分析

本文对福建省古田水库地区1975—1986年人工降雨试验效果进行总评价.12年共进行244次随机试验,三种不同的统计分析方法(区域回归分析法、双比分析法和多元回归分析法)均表示122次催化平均相对增雨在20％左右,显著度高于5％水平.此外,按云型、天气条件、雷达回波顶温度分类统计,为选择有利作业条件提供科学依据.云和降水物理观测(冰核、雨水中银离子含量、雷达回波和雨滴谱)及数值模拟的工作,其结果为人工增雨统计结论提供某些初步物理学解释.     

2008年奥运会开幕式日人工消减雨作业中尺度数值模拟的初步结果

2008年8月8日,在2008年北京奥运会开幕式举行之际,北京及周边地区出现了较强对流云团,给国家体育场内开幕式活动的顺利进行带来了极大威胁。根据云系的发展状况,北京市人工影响天气办公室有针对性地组织实施了大规模地面火箭人工消减雨作业,对抑制云、降水的形成和发展起到了一定作用。在中尺度数值模式MM5的Reisner2方案中引入了AgI粒子与云相互作用的过程,在MM5中实现了催化功能。参照2008年8月8日20:05至20:12进行的消减雨作业情况,利用加入催化方案的中尺度数值模式对该作业进行了数值模拟试验,就不同的播撒量对催化效果的影响进行了研究,并对其中的微物理机制进行了分析。研究结果表明:AgI播撒率对降水量改变影响很明显,当以5g·s-1的速率持续播撒AgI7min,在播撒作业后2h,催化区域内均表现为减雨,2h后为增雨。对于减雨的微物理机制主要是由于大量播撒AgI后导致空中云水大量减少,进一步导致霰减少,霰的减少导致雨水的减少;而2h后的增雨机制则是由于在雨水、云水、霰以及温度之间形成了正反馈,最终导致地面降水的增加。需要指出的是由于单参数方案的局限性,模拟的最大减雨率仅为8%～12%,离消雨的要求尚有差距,应利用双参数云方案作进一步模拟研究。