西昌一次降雹过程的催化数值模拟

利用三维冰雹云模式对2013年4月29日西昌一次降雹过程进行催化数值模拟,根据碘化银的催化时间、催化高度、催化用量和催化方式开展一系列防雹试验。结果表明:选择合适的催化时间、催化剂量、催化位置及催化方式,可以达到最佳防雹效果;通过对催化例和未催化例的冰雹形成机制对比分析得出,在播撒碘化银后,激发了"有利竞争",雹块不能长大;霰胚的减少及冰雹碰并云水的减少,导致降雹减少。     

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。     

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。     

关于冰雹抑制的一些问题

人类企图抑制冰雹活动的历史是很悠久的。很早人们就采取打炮的办法来抑制冰雹,打炮防雹的方法从十九世纪末到二十世纪初在中欧各国非常盛行,当时也有试验使用火箭的。那时,欧美气象部门的负责人曾经开了几次关于爆炸防雹的国际会议,但没有多久,这项工作就停顿了下来。1950年以来,由于受人工降水工作的影响,抑制冰雹的研究工作又逐渐多起来,使用的方法与过去没有多大差别,主要是在云中爆炸TNT炸药。爆炸防雹方法到1970年已经不用了。现在主要是用往云中播撒催化剂的方法抑制冰雹。往云里播撒催化剂抑制冰雹是云物理过程的人工变换。成功与否取决于对雹云结构的认识。雹云种类很多,雹云中的风场很复杂,而且风的垂直分量很大。对每种雹云必须掌握好播撒催化剂的时间和部位。因此对雹云进行分类是很必要的。雹云大体上可以分成两大类:超单体雹云和多单体雹云。     

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。     

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…     

冰雹形成过程及人工防雹研究综述

冰雹作为一种短时强灾害天气,常给农业、建筑、电力、交通甚至生命财产等造成严重影响,人工防雹也因此受到人们的广泛关注。文中首先介绍了冰雹形成机理和雹云物理研究情况,然后围绕人工防雹机理、技术、科学试验及效果评估这4个方面的研究进行了评述,旨在从理论和实践上总结人工防雹工作的进展,增进对人工防雹科学问题的认知,从而为促进中国人工防雹理论研究和技术进步提供借鉴。研究表明:（1）“累积带理论”和“循环增长理论”是冰雹形成的最常见理论,限于早期的雷达观测技术和缺乏完整的冰雹数值模式,早期认知的冰雹形成机理存在一定的局限。（2）雹胚一般分为冻滴胚和霰胚,冻滴胚由过冷雨滴冻结而成,霰胚则是冰晶、雪花撞冻生长而成。冰雹云中哪种雹胚占优势,主要看云底温度的高低。雹云的发展依赖于水汽条件、动力不稳定条件、风垂直切变等关键因子。（3）人工防雹主要遵循“播撒防雹”和“爆炸防雹”2条技术路线,“利益竞争”和“早期降雨”是常见的6种防雹原理假说中最广泛被用来作为防雹作业设计依据的2种播撒防雹理论。（4）人工防雹技术上多采用通过飞机、地面火箭、地面燃烧炉等向云中播撒人工冰核,或通过地面高炮向云中发射含人工冰核的炮弹等方式,影响冰雹的生长过程从而达到抑制或削弱冰雹生长的目的。（5）大量外场试验证明人工防雹效果有较大的地域差异,需根据各地冰雹云特征及其降雹特点制定和发展本地适用的人工防雹技术体系。（6）人工防雹效果检验仍然是制约人工防雹技术发展的一个“瓶颈”,目前常用的统计检验、物理检验和数值模拟检验技术方法均需要进一步改进和完善。由于雹云变化迅速、降雹过程短促,人工防雹技术实施的时效性以及防雹效果评估仍存在较大的困难。今后应更多地借助多种探测设备进行冰雹云的精细化探测,开展有科学设计的人工防雹外场综合试验,运用统计检验、物理检验和数值模拟相结合的综合检验技术方法评估防雹效果,推动人工防雹事业进一步快速发展。      

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     

兴义市冰雹云的路径与回波特征初探

贵州省兴义市位于黔滇桂三省(区)结合部,特殊的地理环境有利于冰雹云的形成.冰雹形成生命史短、雹粒较大、防雹时间性极强.根据实时的冰雹云的特征,结合近2a的雷达历史数据情况,归纳出兴义市冰雹云的路径及冰雹云的多谱勒雷达回波判别指标.初步实践表明,应用以下冰雹路径分类和冰雹云的多谱勒雷达回波判别指标,可以快速判定冰雹云及冰雹云的移动路径,有利于提早作业,减少灾害,增加人工防雹工作的准确性和科学性.     

一次右旋风暴三维结构分析

认识冰雹云结构和冰雹形成的物理过程,是有效地进行人工防雹试验的基础。为了逐步加深对冰雹云结构的认识,我们于1977年8月6日在昭苏县防雹现场,用一部711型测雨雷达和一部701测风雷达,同时对一次冰雹云进行较细致的探测,并对探测结果进行初步分析。     

林西高炮防雹的效果分析与雹日增多之谜

在人工防雹作业试验中,国内外均发现在防雹期间有雹日增多的现象。国外如瑞士,在阿尔卑斯山实验了7年,据施米德报告,在作业年份雹日增加了66％;在国内如北京延庆、包头麻池公社、内蒙昭盟等,均发现防雹作业后雹日增加。因此,近年来“催云可成雹”之谈很为流行。对此问题,不少文章都力图获得统计上的说明,但都因统计检验不显著而得不出结论。     

岷县“三七”高炮防雹效果检验

消雹效果的检验是科学防雹的重要问题。特别是人工防雹处在试验结段,效果的客观评价尤为重要。本文利用1956-1979年、1974—1985年岷县雹灾面积(取自岷县农业局,并经多方核对)和雹日(取自县气象站)资料,分别进行 u、t 检验,得出高炮防雹有一定效果,雹灾面积减少46.4％和39.6％,而雹日无变化的结论。     

冰雹形成机制和催化防雹机制研究

利用文献［１］发展的三维弹性冰雹云催化模式模拟研究了１９９７年７月８日陕西省旬邑防雹试验区出现的一块冰雹云,分析其冰雹形成的物理机制,对雹云做了高度催化试验,研究了催化防雹机制。结果表明,９７％的雹块是以冻滴为核心增长的,在云中冰雹还未形成前,于强上升气流区的适当高度催化效果较好,而在上升气流极值高度,亦是高含水量区催化效果最好。催化使霰和冻滴的浓度增加,粒子质量减小,向雹的转化比例大为降低,因此雹块的质量和浓度都减小,达到了防雹的目的。     

测雹板的初步鉴定

为了研究冰雹和评价人工防雹试验的效果,许多国家都使用测雹板在近地面测量降雹,我们制做的测雹板在室内检定时,根据 Lo Zo WSki 和 Strong(1978)推导的半径为 R 的一个球碰撞到测雹板上的最后深度 H(斑痕半径 r)是山碰撞的动能确定的关系式：1/2mVt~2=πpH(R-1/3H),使用与冰雹直径相同的钢球做降雹的模拟试验,推导了确定模拟雹块降落高度z的表达式：z=phVh■/2psg.通过模拟试验,获得了球形雹块碰撞到侧雹板上的斑痕直径和雹块本身大小的一种关系式(图2),其斑痕直径是按球直径的5/4次方变化的。这种关系式只是在实验室内理论模拟的,还需要通过野外降雹的实际测量进行校准。     

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。     

当前外场防雹试验的若干情况

本文主要根据最近几次国际人工影响天气会议文集及有关资料,介绍了苏联、美国、中国以及许多欧洲国家的外场防雹试验情况、防雹作业方法与效果评估方法,特别是冰雹落地动能统计法。 对于防雹作业来说,取得成功的关键是及时、准确地确定播撒部位和作业时机。     

人工防雹作业浅析

1引言人工防雹[1],是对将要降雹的冰雹云施加人工影响,以减少和避免冰雹灾害。目前,人工防雹作业在理论和实践上都取得了很大的进展,积累了宝贵的经验,成为群众所愿意接受的减灾手段,受到各地有关部门的大力支持。防雹作业后,冰雹的密度、质量、个体减小,减轻了雹灾程度。冰雹云内存在着雷电和强大的升降气流,给观测和试验研究带来了困难,人工防雹至今仍处于试验研究阶段[4]。随着科学技术的发展,人们对雹云认识的深入,人工防雹工作必将为人类作出更大的贡献。2冰雹的预报冰雹预报有下面几种主要方法。有天气图方法、点聚图、T-LnP图及高…     

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。     

冰雹云中累积区与冰雹的形成的数值模拟研究

应用三维冰雹云模式对陕西旬邑地区的一次降雹过程进行模拟,结果表明:冰雹云中存在过冷雨水的累积区,其出现在最大上升气流之上,其中累积的过冷雨水含量随着云的发展而变化.冰雹生长在此累积区内.催化试验结果表明,在过冷雨水的累积区内播撒AgI粒子能取得较好的防雹效果.     

一次冰雹天气过程的两块雹云防雹效果对比分析

利用CPAS系统中的雷达资料,结合探空资料和冰雹资料,分析了2015年5月17日一次冰雹天气过程的两块冰雹云在不同路径生命周期相同的情况下作业前、中、后的回波特征。结果发现:条件性不稳定和较大的垂直风切变指示当天有利的降雹环境。对雹云A实施防雹作业一次,45 d Bz顶部高度降低至少5 km,60 d Bz以上的强回波面积减少了39.3%,最大回波强度减少10 d Bz,云体加宽、减弱。对雹云B实施防雹作业两次,作业后45 d Bz顶部高度降到6 km以下,60 d Bz以上的回波面积为0,有弱回波生成,云体分裂。两块雹云人工防雹作业有效。