冷云人工增雨催化区的探空判据

为解决冷云人工增雨催化前没有微物理资料确定人工增雨潜力区的问题,文中利用加密探空资料,根据发生贝吉龙过程的条件,分析了适宜冰晶增长的区域和冷云可播区,提出了冷云人工催化的宏观判据。适宜冰晶增长的区域先于降水在高层出现,降水开始时在-1℃层以上存在深厚的冰水转化区,这一区域自高空向下随天气系统自西向东传播。文中还构造了增雨潜力系数和结束冷云催化的判据。降水过程后期根据可播区、准饱和层的分布判断是否继续进行冷云催化。该宏观判据易于在人工增雨作业中使用。     

碘化银冷云催化的数值模拟研究

利用加入碘化银冷云催化模块的中尺度数值模式WRF对2014年5月9一11日发生在华北地区的一次降雨天气过程进行了增雨催化数值模拟研究。模式的催化参数根据实际增雨作业信息进行设置,探讨了增雨的效果和机理,并针对催化高度和催化剂量进行了两组敏感性试验。结果表明:在高度5~6 km,温度一20~一15℃左右的冷云区位置引入碘化银冷云催化剂可使地面降水量显著增加。地面增雨开始于作业后30 min左右,70 min左右达到最大,90 min后出现减雨,110 min后减雨效果大于增雨。增雨机制主要为:碘化银的播撤使融化层之上云中的过冷水含量显著减少,冰雪晶的含量增加,雨滴碰并雪的过程和雨滴捕获云滴的过程增强;增加的雪晶下落到暖区融化成雨滴的过程增多,最终造成地面降雨量的显著增加。从微物理过程的量级来看,雪晶粒子的融化是导致降水增加的最主要过程。不同催化高度和催化剂量的敏感性试验结果表明,针对这次过程在过冷云水丰富,温度较低而冰雪晶含量相对较少的高度进行催化效果较好。继续加大催化剂量,可以起到更好的增雨效果。     

新型冷云催化剂IS—5经济效益的综合分析

本根据冷云催化剂IS－5的成冰效率高、用量少、速效和其它特点，以及内蒙古1989年3个地区广泛采用实际情况，从3个方面分析其效益。（1）催化剂本身成栈由于节约飞行时间带来的效益。使用IS－5催化剂后，每个作业区所用的AgI量相对减少，由此可节约8．45万元。因IS－5催化剂较Agl水溶胶重量轻，一次飞行可携带多区作业所需的催化剂，这样可节约飞行费27万元。（2）在内蒙古地区人工增雨作业均增加总降水量的21％。过去每年累计收益为2335万元，使用IS－5催化剂后，由于一次多区作业，效益提高到5813万元，增加效益3478万元。中、西、东部3个地区投入总经费每年按165万元计算，则投入与收益比从1：14．15变为1：35．23。（3）用Simpson模式计算了用IS－5催化积云后对可播度的改善和增雨的潜在效益。对于中积云、浓积云和积雨云，催化后云顶高度基本上是随着云泡半径的增大而增大的，使IS－5催化的云顶高度比用AgI催化的去顶高度高。同样，当积云半径较小时，可播度较小；而当积云半径较大时，可播度就比较大。无论半径小的积云还是半径大的积云，用IS－5的可播度一般都比用Agl的可播度大，平均 约相差3、4倍。对于浓积云和积雨云用Holle公式计算得出用IS－5比用Agl多增加雨量的效益分别为9564．1元和7．23万元。呼和浩特地区每年6、7、8月积云的可播日分别为6、8、8天，积状云有较大的增雨潜力，若对夏季浓积云和积雨云都进行催,则使用IS－5比用Agl增加的效益分别为21．1万元和158．9万元。     

液氮消冷雾微结构的演变分析

液氮已广泛用于外场的人工增雨和消雾,是“十五”人工影响天气攻关研究和推荐的催化剂之一;其优势在于价廉,对环境无污染,资源丰富,-8℃以上成冰率高于AgI。文章介绍用液氮在首都机场的消雾试验,讨论和分析了消雾前后雾微结构的演变。对地跨北京14个区县,持续48h,能见度最低时达20～30m的气团平流雾连续播撒液氮,35min后下风方4．8km的测立占出现冰雪晶,形状以柱状为主,平均浓度为0．35个／cm^3。冰雪晶的出现破坏了雾的胶性稳定性,能见度很快得以改善,水平能见度增加到300～600m。     

秋季冷云结构及人工增雨可播性区的评估

利用装备有机载云粒子测量系统、温湿仪和GPS的增雨飞机,在秋季的一次作业中获取的资料与同期的天气和卫星资料,对这次作业的冷云结构进行分析,对作业的可播性做了评估,分析结果表明,75％的时段在强可播区作业,25％在不可播区。云中自然降水效率低,具有较好的增雨催化潜力。     

新型液氮载体外场催化试验

液氮冷冻成冰效率高,催化阉温高,经济实用,是前景很好的冷云(雾)催化剂,但由于蒸发太快,实际对云雾催化作业时,在播撒层很快蒸发殆尽,对比较深厚的云(雾)层不能充分有效地催化。为了增加液氮的沉降距离,提高其催化效率,我们在进行了大量室内外试验研究后,将最后筛选出的最佳液氮载体带到飞机上,进行了实际催化试验,其成冰效果比较明显,与室内试验结果一致。     

人工影响天气液氮载体的筛选

寻求高效、实用、经济、无毒的催化剂,最大限度地提高催化剂的催化效率,是广大人工影响天气科技工作者十分关心的问题。碘化银是较好的冷云催化剂,广泛、长期得以使用,但其催化阈温较低(-4℃以下才开始成冰晶);干冰虽然在较高温度下(-0．5℃)可以冷冻云(雾)滴成冰晶,但其储存、运输使用多有不便,     

多普勒雷达资料检验增雨催化效果的个例分析

介绍了2004年6月17日利用沈阳新一代天气雷达回波演变实施的人工增雨作业过程，并进行了增雨效果物理检验。     

人工增雨催化剂对环境的影响甚微

介绍了常用人工增雨催化剂的种类与使用情况,并且讨论了这些人工增雨催化剂播云后对环境的可能影响。     

人工消除冷雾的个例模拟分析

本文在中尺度数值模式MM5的Reisner2方案中引入了液氮粒子与云相互作用的过程,在中尺度模式MM5中实现了催化功能.利用加人催化方案的中尺度模式针对2007年12月26日北京地区的一次冷雾天气过程进行了消雾的数值模拟研究,探讨了消雾的效果和机理,并针对催化剂的播撒量和播撒位置进行了两组敏感性试验.结果表明:在此次模...     

声波对气溶胶和云雾粒子聚并影响研究进展

声波对气溶胶和云雾粒子聚并的作用和影响是当今云雾物理和人工影响天气领域研究的前沿科学问题。已有研究表明：声聚并机制主要包括同向团聚机制、流体力学机制（包括共辐射压效应、共散射效应和声波尾流效应）和声致湍流机制等;气溶胶粒子在声场中的聚并现象是在多种声聚并机制共同作用下出现的;低频强声波在声聚并机制作用下会增加云雾滴粒子之间的相对运动,促进粒子间的碰并过程,对云雾滴生长和降水过程有显著的影响。但由于声波聚并过程的复杂性、实验条件的多样性和理论的局限性,使声聚并效率最高的最佳实验条件和参数配置依然具有很大的不确定性,需要进行大量实验与数值模拟的综合研究。今后应加强声聚并对云雾滴作用的云室和数值模拟研究,并开展声波对云雾过程和降水影响的野外综合观测试验评估,这对发展人工影响天气（如人工消雾、增雨等）新技术有重要的科学意义。     

层状云中飞机人工增雨作业间距的研究

利用数值试验方法, 设计了4 km, 8 km和20 km 三种飞机增雨播云间距方案, 研究了不同间距对有效区域的影响.从结果分析发现, 实际形成的播云线受水平风场输送作用, 与设计的航线产生了偏离; 不同播云间距形成的投影有效面积、有效作用时段不同, 其时空分布及投影有效面积所对应的地面位置也不尽相同.另外, 提出了增雨效益的数学表达式.效益分析表明, 在相同作业条件下, 8 km间距的增雨效益比20 km间距提高31%, 比4 km间距提高了23%, 4 km间距比20 km间距提高6%, 其物理原因主要是并合作用.最后, 针对交叉和平行播云方案, 提出了设计最佳播云间距的数学表达式.     

一次冷锋降水云系结构和人工增雨条件模拟分析

利用中尺度模式ARPS对2013年10月13—14日华北南部到河南一次冷锋降水过程的数值模拟结果和卫星、雷达、飞机等观测资料,分析了冷锋云系不同部位宏微观结构和多种增雨潜力要素分布特征,初步探讨了冷锋云系增雨潜力区判别方法及分布特征。结果表明:此次降水过程冷锋云系结构具有不均匀性,云中含水量及其变化梯度自云系前部到后部逐步减小。冷锋云系不同位置垂直结构特征不同,云系前部自云底到云顶为整层上升气流区,云中存在典型的"催化-供给"结构,动力辐合和水汽条件较好,对应区域地面出现较大降水。云系后部上升气流区集中在中高层,4.0 km以下为下沉气流,云中冰相粒子丰富,但中低层液态水含量少,"催化-供给"结构不明显,动力辐合和低空水汽条件差,对应区域地面降水微弱或不产生降水。利用模式模拟结果逐步判别云系增雨潜力条件,结果显示:增雨潜力区主要位于冷锋云系前部、地面冷锋与700 hPa切变线之间约150 km宽的狭长带状区域,云体是具有"催化-供给"结构的冷暖混合云,可催化层高度为3.5—7.0 km。     

大雾消散时间的客观化预报

分析石家庄生成大雾的气象条件以及不利于消散的大气层结和气象要素特征，选取与大雾消散有关的预报因子，由实况资料建立大雾消散时间的线性回归预报方程，并将数值预报结果与实况进行插值订正，做大雾消散时间的客观化预报；分析了自动气象站的气温资料与大雾消散时间的关系，用自动站资料对大雾消散时间进行订正预报。     

飞机增雨远程遥控催化作业的实现

利用电子计算机以及空地传输等手段,建立飞机增雨远程遥控催化作业平台,通过远程无线通讯技术,实现地面指挥作业指令对空中增雨飞机上的焰条催化设备点火作业的实时控制,同时实现了空中增雨飞机空中信息的对地传输,在国内首次实现飞机增雨的远程遥控无人作业。     

对流云人工增雨效果检验技术方法及应用

对流云降水时空变差较大,利用WoodleyRosenfeld提出的建立在雷达资料基础上的移动目标单元法对对流云增雨作业进行效果评估。利用塘沽、北京及秦皇岛3部雷达资料,对其进行插值处理,确定移动目标单元识别和跟踪方法,然后在移动目标单元中确定催化单元和对比单元,记录每个单元的物理参量,利用Z-R关系反演降水量,对物理参量和反演降水量做统计分析,定量计算增雨效果的同时提供人工增雨的物理证据。应用该方法对2011年7月24日对流云人工增雨作业效果进行评估,结果表明:催化剂进入云中后使得最大回波强度增强,回波顶高增加,从物理角度证明了催化对增加降水起到了一定作用。利用降雨率对增雨作业进行定量效果分析,结果表明该次作业相对增雨7.69%,显著度检验值0.043,增雨效果较为显著。     

河南省层波状云系飞机人工增雨作业条件短期预测方法

对河南省春秋季降水以及云状特征的分析表明,河南省春秋季降水大多为层状云或波状云产生的稳定性降水,因而可采用对河南省分区分级进行降水预测的方法来确定适合飞机人工增雨的天气过程以及短期增雨区域。利用T213数值预报产品,运用逐步回归建立分区分级预报方程,并针对个别准确率较低的区域进行后处理。结果表明,用此方法对人工增雨作业进行指导是可行的。     

天津一次强浓雾过程和液氮播入冷雾后微结构的变化

利用天津武清雾综合观测资料,对一次强浓雾个例的形成、成熟到消散不同阶段边界层结构和微物理特征进行分析,同时进行了液氮消雾试验,观测雾微物理结构的变化响应。结果表明：近地面持续降温、暖平流水汽输送和深厚逆温是造成此次强浓雾的主要原因。雾滴谱拓宽具有爆发性发展特征。强浓雾平均谱在6 μm出现峰值。液氮播入强浓雾期间,雾滴谱在11 μm附近出现峰值,直径范围在8 μm到21 μm数密度增加明显,量级约高达10倍左右,而停止播撒液氮后谱型恢复与自然强浓雾雾滴谱一致,这与液氮的冰晶效应有关。