新疆昭苏北部1974—80年防雹试验结果

1974—80年的6—9月,在昭苏县北部进行了为期七年的三七高炮在冰雹云中撒播碘化银催化的防雹试验。经对目标区目标期的各类降雹日数、降雹次数,持续降雹时间等与目标区的对比期和对比区在相应时间内的观测结果进行了比较和分析。表明:现行的人工防雹方法对抑制一般冰雹云是有效的,对能产生直径2cm(或受灾面积在5000亩)以上的强冰雹云可能是无效的。     

催化防雹最优方案的数值试验探究

利用全弹性三维冰雹云数值模式,对2016年6月5日河南三门峡单体雹云个例进行模拟,将催化防雹的方式、时间、区域、剂量指标动态化组合形成81种方案,从而更高效、更精细地探究能够产生显著防雹效果的作业指标值域,探究催化防雹作业指标的最佳组合方案。结果表明:(1)减雹效果显著的催化方式、区域、剂量非固定单一指标,而催化在雹云初期内越早越好;催化防雹的显著效果取决于适合冰雹个体的各催化作业指标的优化组合。在雹云形成最早期,使用合理值域内的最大剂量对过冷水含量中心进行垂直催化,可使减雹效果最显著。(2)催化防雹后降雹量的减少转化为降雨量的增加,总降水量随之增加。(3)霰转化成冻滴、雹粒撞冻过冷云水增长二者的减少是冰雹时空积分总量减少的重要因素。(4)试验获得的8种减雹效果显著方案,其冰雹含水量极大值较未催化方案均减少80%;催化防雹对冰雹含水量极大值的分布位置影响很小。     

有关高炮防雹的商榷

宁夏固原地处六盘山区。冰雹,历来是当地的主要自然灾害之一。自1974年采用高炮防雹以来,群众普遍认为效果较好,雹情逐年减少。但在作业过程中也存在一定问题,提出来供讨论。高炮防雹,就是把装有碘化银催化剂的炮弹,射入雹云中的雹源区爆炸,播撒碘化银,以增加冰雹胚胎的数目,并与云中自然     

一次降雹过程的AgI系列催化模拟研究

云数值模拟是研究降雹过程和人工防雹试验的重要手段。利用三维冰雹云AgI催化模式,对北京1996年6月10日的一次降雹过程进行AgI不同催化高度、催化剂量和催化时间的系列催化模拟试验,并优选催化方案,为外场防雹设计和作业提供依据。在催化系列模拟中发现,不同催化高度的催化剂均在上升到-5℃高度后开始核化。在2.1~4.9 km高度范围内催化,AgI成核率比较高,防雹效果较好。核化的人工冰晶有效弥补了该高度上自然冰晶的不足。小剂量催化,可在减雹的同时增加部分降雨量,而大剂量催化,在减雹的同时会减少降雨。在催化时间、剂量和高度的系列催化试验中得出,采用在模拟的第15分钟在5 km高度附近播撒AgI,连续4次以5×106 kg-1的催化剂量进行催化,催化效果较好,可减少降雹量约60%,同时可避免降雨量的大幅减少。     

1961—2020年贵州冰雹气候特征

基于1961—2020年贵州省84个地面气象观测站的冰雹天气观测资料,分析贵州冰雹的时空分布特征,并对首末次降雹时间、冰雹直径、持续时间等开展讨论,最后提出人工防雹的建议。结果表明,贵州年平均冰雹日数空间分布不均,呈现西多东少、中部多南北少的特征;近60 a冰雹日数呈显著（P<0.01）减少趋势;每年2—5月是贵州降雹频发月份,占全年雹日的85.0%;雹日中14:00至次日02:00是降雹的多发时段;近60 a贵州冰雹首次出现的平均时间从2月下旬至5月中旬自东向西推进,而末次出现平均时间从3月下旬至7月下旬自东向西依次结束;冰雹直径以中冰雹出现的频率最大达68.9%,一次冰雹的持续时间主要集中在10 min以内。因月季变化、日变化、首末次冰雹出现时间均存在明显地域差异,各地开展防雹工作时应充分掌握本地的冰雹规律,合理安排人工防雹各项工作。     

三维冰雹云催化数值模式

为了研究冰雹形成机制、催化防雹机制和通过数值试验获得冰雹云优化催化技术,在以前工作的基础上,发展了一个３维弹性冰雹云催化数值模式。模式考虑了冰雹云中详细的微物理过程,各种粒子采用双变参数谱,将云中水物质分成水汽、云水、雨水、冰晶、雪、霰、冻滴和雹８类,可以预报粒子的比浓度和比含量,尤其可以计算以霰或冻滴为胚胎的雹块的数量,非常适合研究冰雹的形成机制。此外,建立了催化剂ＡｇＩ的守恒方程,考虑了人工冰核的凝华核化及与云、雨滴接触的冻结核化过程,并用地面降雹动能通量检验催化防雹效果,因此,也可以研究催化防雹机制和对雹云的催化技术。     

三维冰雹云数值催化模式改进与个例模拟研究

鉴于播撒冰核形成的冰晶与自然冰晶谱型不同,对三维冰雹云催化模式人工引晶物理过程参数化部分进行了改进,将人工引入的冰晶单独作为预报量处理,导出人工冰晶与其他粒子发生的微物理过程的参数化方程。分析了改进模式的催化功能及人工冰晶的微物理过程及其在催化防雹中的作用。结果表明,在同样催化条件下,改进模式的催化效果优于原模式。水汽在碘化银粒子上核化是产生人工冰晶的主要过程。人工冰晶的空间分布特征表明,它与云水和雨水接触的比例要比自然冰晶高得多,因此人工冰晶收集过冷云水增长是其与自然冰晶最大的差别。与自然冰晶相比,人工冰晶向霰转化的数量多,通过人工冰晶形成的冻滴也多。自动转化是消耗人工冰晶的最重要的物理过程。人工冰晶减雹机制是:对雹云催化后,人工冰晶增加使雪、霰和冻滴增加,转化成冰雹的数量也增加,冰雹的尺度减少,降雹强度和降雹动能通量就减少。     

播撒碘化银实施雹云催化的数值试验--个例研究

在三维冰雹云模式基础上,采用湿热泡扰动方式激发对流云,对1998年7月21日发生在河南北部地区的一次冰雹过程进行模拟并做催化试验.结果表明,该例雹云具有含水量累积区,对累积区中心播撒碘化银能够减雹、增雨;而在此中心之下较低的高度作业,或播撒时间选取不当,则有可能增加冰雹.     

阿克苏地区冰雹云特征的研究

通过普查阿克苏地区8县1市、10个气象站和120个防雹作业点1991～2000年4～9月在地区人工防雹作业阶段的降水、降雹情况及对应的雷达回波生消演变情况,对地区冰雹云天气发生背景、雹云路径及雷达回波、降雹情况等进行分析,摸清阿克苏地区冰雹云的活动规律和结构特征,改进地区人工防雹的作业模式,提高全地区人工防雹作业效益.     

关于高炮防雹效果的初步分析

位于我区西部边境的昭苏县,是新彊冰雹最多的地区之一。据该县气象站(1956—1973年)记录,每年平均雹日为23天,最多年可达32天,对农业危害很大,几乎每年都有上万亩农田遭受冰雹危害。1974年夏季,我们在昭苏地区首次开展丁碘化银高炮防雹试验,使防雹区内广大农田基本免遭冰雹危害。经统计检验,防区内的雹日数显著减少,显著性水平达到0.025。     

国外人工防雹概况及效益评价方法

冰雹是世界上一些国家危害农业生产的主要灾害之一.为了控制冰雹的危害,已有三十多个国家开展了人工防雹试验,从年代较长的试验来看,对保护粮食、果园、葡萄、烟草等经济作物收到了明显的经济效益.一、国外防雹概况从五十年代后期起,苏联进行了系统的野外观测和研究.1961年,开始在格鲁吉亚阿拉善谷地使用火箭携带碘化银进行催化雹     

1981～199O年苏联防雹作业的效果

本文对前苏联不同地区的降雷可能性进行了考虑，并对其防雹的需要程度进行了评估。有关防雹应用系统的组织结构及统计资料在文中做了介绍。统计资料包括：防雹保护区面积，冰雹、雷暴和阵雨日数，插云口数，播撒降雹云、有降雹危险云以及有可能降雹云的云块数，火箭和炮弹的消耗量，插云剂的消耗量，播撒成功和失败的播云日数和云块数，冰雹灾害面积，10个防雹区中的每一个防雹区以及整个前苏联防雹网络的防雹物质效果和经济效益。1自1967年以来，根据一项政府计划，在降雹可能性最大的下述地区，开展了旨在保护农作物的防雹工作。这些地区…     

陕西旬邑冰雹谱特征和防雹效果分析

根据1998年7－9月在旬邑首次取得6次冰雹过程的地面雹谱资料，通过统计分析得出冰雹谱分布特征。以冰雹落地动能、冰雹质量等特征物理量为评价防雹效果的统计量，用物理检验法对一次降雹过程的防雹效果做个例分析。得到防雹作业区比对比区，动能、质量、动能通量和质量通量分别减少75％、58％、41％和55％，说明防雹效果是明显的。     

过冷雨水低含量条件下冰雹形成和增长机制及其催化效果的数值模拟

利用中国科学院大气物理研究所开发的三维全弹性冰雹云模式,对美国对流降水协作试验（CCOPE）期间观测的1981年8月1日雹云进行模拟,讨论在过冷雨水低含量条件下冰雹形成和增长机制及其碘化银催化效果。结果表明:(1) 自然云的模拟与观测事实一致,如最大上升气流速度、云顶高度、流场结构以及雹胚组成等。(2) 雹胚以霰为主,霰主要来自冰雪晶与过冷小水滴的碰冻,其次来自雪的积聚转化;霰、冻滴和冰雹在形成后主要靠碰并过冷云水增长。(3)人工催化试验表明,碘化银主要以凝华核（包括凝结－冻结）的作用产生大量的人工冰晶,加速了过冷水向冰晶的转化,过冷云水因而大量减少;催化后霰和冻滴的数浓度增大,对过冷云水的竞争增强,其平均尺度减小导致转化成雹的数量减少;冰雹碰冻过冷云水的增长在催化后也被削弱,导致冰雹总质量进一步减少。此外,催化后降雨量也显著减少。     

雹云成雹机制及最佳催化方案的数值研究

应用中科院大气物理研究所建立的三维雹云模式,对河南南阳1999年5月9日一次降雹过程进行了数值模拟.模拟结果表明云内存在过冷水累积区,冰雹在过冷水累积区长大;使用不同催化方案催化后,均能起到减少地面降雹的作用,但是在雹云形成的不同时间、不同的催化部位和使用不同的催化剂量,其消雹效果不一样,在冰雹形成前于过冷水累积区催化效果最好.     

旬邑冰雹天气特征分析及特异路径研究

使用1988-1998年11a间开展防雹工作以来收集到的降雹天气资料，从而统计分析得出旬邑防雹基地降雹天气特征及冰雹路径。     

不同云底温度雹云成雹机制及其引晶催化的数值研究

用二维准弹性冰雹云模式模拟了中国不同地区的冰雹云的成雹机制和人工引晶催化的效果,结果表明：强对流云中自然初始降水元的形成主要同云雨自动转化相关;云底温度较低的冰雹云的雹胚形成以云霰转化过程为主,暖云底的雹云则以雨霰转化为主。人工引晶的作用有三：（１）加强云中冰霰转化过程,雹胚过多争食防雹;（２）促进雨霰转化过程,使雹胚浓度增加,并且减少过冷雨滴,抑制冰雹碰冻过冷雨滴的增长;（３）使云的下部霰量增加,降低降水粒子的增长轨迹,阻碍霰雹的增长。多次催化有时比一次大剂量催化的防雹增雨效果好。     

石家庄冰雹气候分析及人工防雹布局

利用石家庄16个县(市)1959-2007年的资料(包括县志),对石家庄冰雹的时空分布特征、冰雹路径等进行了综合分析.分析表明:①石家庄地区降雹日数年变化存在1、11、12和25年的周期性变化,在1971和2003年出现突变;②5月下旬至7月中旬是石家庄降雹盛行季节,一天中降雹多出现在14:00-20:00;③石家庄降雹西部山区多于东部平原,平原上的多雹区一般在河流或古河道附近;④通过资料分析,划分3道人工防雹作业防线,适当增加防雹作业点,科学合理的进行防雹作业点布局,开展阶梯式人工防雹作业.     

一次防雹作业过程的效果分析

利用2008年5月23—26日山东一次冰雹过程的常规气象资料,分析了此次冰雹形成的天气形势、层结条件及其触发机制等;分析了两个极相似云体在催化和未催化情况下从初生、发展到消亡的演变特征。结果表明,防雹作业加剧了冰雹云的消亡过程,表现为回波强度减弱、回波高度下降、VIL减小、生命史缩短等特征。通过对对流云系的横向和纵向对比分析,收集了18个防雹作业样本,并利用这些样本作业前后的回波强度和回波高度两个物理量进行统计检验,在显著性水平分别为1%和5%的情况下,防雹作业后回波强度减弱、回波高度下降,即防雹作业有效。利用济南防雹作业数据对防雹作业效果进行的模拟定量检验表明,防雹作业可减少降雹约27%。     

五类雹云的作业方案设计

目前我国的人工防雹作业已普遍采用三七高炮,选择适宜时机,向云体的适当部位发射适量的碘化银炮弹,影响雹云的发展过程,达到抑止冰雹生长的目的.同时,随着雷达探测雹云技术的发展,已经能够根据雷达回波识别雹云的结构和类型.由于不同类型的雹云,冰雹在云中的生长过程不尽相同,因此,为提高人工防雹的作业效果,必须注意对不同类型的雹云采用不同的作业方法.本文根据国内外的防雹理论和各地的实践经验,对五种类型雹云作业方法的设计进行初步探讨.