人工增雨成套技术预研究

1 外场试验情况 由中国气象科学研究院人工影响天气研究中心与青海省气象局共同主持研究的“人工增雨成套技术预研究”在总参大气环境研究所的通力合作及空军某部机组、民航有关飞行保障单位的密切配合下,于今年5月开展实施两架飞机（运-8,安-26）组成的飞机人工增雨综合监测和催化作业试验,对黄河上游不同降水天气系统进行了综合监测和催化作业。     

人工增雨综合技术研究

"人工增雨综合技术预研究"项目对人工增雨云水资源的开发潜力、人工增雨的科学模型及其数值模拟、人工增雨监测识别技术、人工增雨催化作业技术、人工增雨外场试验的科学设计和南方夏季对流云人工增雨潜力区识别技术等方面进行了综合研究,在此基础上初步优选和集成了人工增雨成套技术,并在抗旱型和蓄水型人工增雨外场试验中进行了初步应用,取得了较好的实用效果.     

人工增雨技术研究及示范

本项目是由中国气象科学研究院主持,中国科学院大气物理研究所、青海省气象局和河南省气象局参加的“十五”重大科技攻关专项“水安全保障技术研究”的第6课题,2001年底正式启动。 攻关目标:研制开发和集成人工增雨综合监测和催化作业技术,通过实施有科学设计的示范试验,研究我国典型地区主要降水天气系统的云水资源状况及开发利用潜力,建立适合这类地区人工增雨的综合监测、催化作业技术体系,     

湖南省柘溪水库人工增雨试验优化技术研究

在总结柘溪水库多年人工增雨发电试验经验的基础上,通过分析资水流域的气候特征、防汛形势、发电需求和安全生产要求,确定了柘溪水库人工增雨作业的适宜时段。通过分析近5年资水流域37次典型降雨日的天气形势和降雨特征,将影响流域降水的主要天气系统归类分型为西风带降雨系统、东风带降雨系统和地形云,并进一步确定了柘溪水库人工增雨作业的优化布局和作业方式。在分析库区特大致洪暴雨典型个例的基础上,找出了柘溪水库人工增雨作业需要规避的强降雨自然灾害高风险区域。     

人工增雨飞机的改装技术及实践

本文在分析、论证了人工增雨技术相关内容的基础上,研究提出了人工增雨飞机的改装技术,包括加装设备论证、飞机选型、改装总体布局和专业技术设计。目前,利用该技术改装的人工增雨飞机已投入使用。     

人工增雨技术研究及示范

课题在2002年严格按照与科技部签定的任务合同书顺利进行,并取得了可喜的研究成果: ■完成了夏延Ⅲ新型云物理和人工增雨飞机的改装,飞机装备有云物理综合探测系统和本课题研制的碘化银末端燃烧器,并在河南示范区冬季人工增雨(雪)科学试验中获得了一批符合科学设计的综合探测资料.     

人工增雨技术研究及示范

受科技部委托，中国气象局科技发展司于2005年11月25日在北京组织召开了“十五”国家科技攻关计划“水安全保障技术研究”重大项目的“人工增雨技术研究及示范”课题验收会。该项目在首席科学家郑国光研究员带领下，课题组经过4年多时间辛勤劳动，圆满完成了课题各项研究及示范任务，其主要成果有：     

人工增雨农业减灾技术研究

该项目在河南、山东、吉林3省建立了层状云人工增雨外场观测作业试验区，研制了层状云数值模式，结合分析得出了层状云人工增雨新的概念模型、相应的催化条件判据和作业指标；研制了催化条件的飞机实时识别技术和地面综合集成识别技术；建立了中尺度层状云系数值模拟预报的实时业务和省级的人工增雨综合技术系统（催化条件综合识别判据、实时监测识别技术、催化指标和作业决策系统等），提出了相应的作业流程。 在鄂西北（十堰市）对流云人工增雨作业试验区进行了大量外场观测和作业试验，用研制的三维对流云催化模式进行实时预报和催化数值试验，初步提出了催化的最佳部位、时机和剂量；开发应用了高成核率火箭；用雷达识别作业条件并建立了指挥作业的技术流程，因而大大减少了作业的盲目性，提高了对流云人工增雨作业的科学性。     

人工增雨技术研究及示范

国家重点科技攻关项目“人工增雨技术研究及示范’’经过两年的攻关，在人工增雨综合探测、云水资源评估、催化作业、数值模拟、效果检验技术和外场示范试验等方面取得了一系列成果和应用效益，基本形成了一套人工增雨综合技术。2003年12月13日顺利通过科技部组织的专家验收。课题研究成果通过在示范区的检验、试用和完善，显示出具有业务应用和推广前景。课题主要成果为：     

渭南市人工增雨作业技术指标与判据

利用渭南市1997—2006年10a 46次人工增雨过程的711雷达回波、天气形势、地面观测、实况等资料,结合近2a的多普勒雷达产品资料进行统计、对比、分析,得出渭南市高炮火箭人工增雨作业技术指标和判据。西风槽是主要影响天气系统;增雨时段2—9月,以3—7月为主;作业主要云系为层状云、对流云和混合云;首次分析出层状云0oC层亮带变化规律,强度20~35dB z,厚度0.3~0.5km,亮带高度随季节变化;根据不同云系的回波判据确定作业时机、部位、方式及用弹量;回波的移向移速也是确定作业时机的重要判据;得出多普勒雷达产品在人工增雨应用中的简易指标。     

陕西飞机人工增雨效果统计检验方法研究

应用针对陕西省飞机人工增雨作业特点设计的区域回归统计方案,对2002、2003、2006年春、秋季飞机增雨分别进行效果分析,结果表明:春季11架次08?20时平均增雨量1.6 mm,作业后3 h平均增雨量0.3 mm;秋季13架次08?20时平均增雨量3.6 mm,作业后3 h平均增雨量1.3 mm;通过成对试验符号秩和检验,显著性水平均优于5%,表明作业效果显著;分析结果说明了统计方案的可行性。基于该区域回归统计方案开发的飞机增雨效果评估系统,实现对增雨效果的及时、客观、定量评估。     

陕西省十流域面雨量预报系统

利用陕西省MM5V3中尺度模式,基于陕西省河流特点、面雨量计算方法开发了陕西省十流域面雨量预报系统,系统以中尺度模式降水预报所计算的面雨量为基础,人工订正的方法制作流域面雨量,对外发布和服务。该项工作是对面雨量预报客观化、定量化的一个有益的尝试。     

多普勒雷达定量降水产品在陕西关中汛期降水中的应用

通过对西安多普勒雷达定量降水估算产品(1 h累积雨量(OHP)和3 h累积雨量(THP))在陕西关中地区2005年汛期降水中的应用进行分析,结果表明OHP和THP对强对流天气降水估算效果好于稳定性降水,基本无漏报;OHP好于THP,特别是对降水强度的估计准确。对稳定性和混和性降水中大于10 mm的降水准确率较高;渭北漏报率高于其他地区,而渭南地区空报率较高。     

陕西省春秋季一般性降水天气预报模型及飞机人工增雨作业区域选择

研究适合人工增雨作业的大气环流背景和天气条件,成为人工影响天气工作的一项重要课题。针对大范围飞机人工增雨作业需要,选用陕西省2000—2002年春秋季一般性降水过程作为样本,对产生降水的环流背景形势、影响系统、云系结构、降水区位置以及相互配置进行分析,总结出陕西省春秋季一般性降水天气的4种预报模型,给出每一种天气预报模型下的各种影响系统的基本位置、对应云系变化及降水落区,为开展飞机人工增雨选择适宜作业区域提供依据,即根据有利降水的天气环流特征作飞机增雨准备,根据500hPa、700hPa影响系统的配置确定增雨的区域范围,根据有利降水云系的分布和变化把握作业时机,选择最适宜作业区域。     

2002年陕西秋季人工增雨效果统计分析

针对陕西省的飞机人工增雨作业特点,设计出适用于作业后即时分析的区域回归统计方案,对2002年秋季飞机增雨进行效果分析,结果表明:6架次08—20时平均增雨量3.4mm,作业后3h平均增雨量1.1mm,通过成对试验符号秩和检验,显著性水平均优于5%,表明作业效果显著。     

陕西省气象灾害预警决策行为研究

预警信号决策属于风险决策,部分预警错误是决策错误。管理学认为制度可以塑造人的行为特征,因此预警信号业务制度会塑造预报员预警决策行为特征,从而影响预警决策质量。应用"前景理论",通过调查问卷分析陕西省天气预报员预警决策行为特征,挖掘决策行为特征与业务制度的关系,可以为预警信号业务制度的完善提供理论分析建议。经研究,陕西省天气预报员在预警信号决策中存在13项群体行为特征。针对群体行为特征相关的业务制度提出四方面完善建议,分别是:建立完善的宣教体系,完善业务质量的评价体系,明确多角色决策中各角色自权责边界,以及提高预警信号的传播能力。     

陕西关中西北部一次短时强降水过程的成因分析

利用常规气象观测资料、陕西区域自动站观测资料、NCEP 1°×1°再分析资料和卫星雷达探测资料,对2012年8月13日关中西北部一次短时强降水过程的成因进行动力学诊断分析,结果表明:在有利于触发中小尺度系统发生及其发展的条件下造成了本次短时局地强降水,雨区环境大气为低层对流不稳定、中层条件对称不稳定、高层对流不稳定的混合型不稳定层结。从卫星和雷达资料分析显示强降水过程是两个不同的中小尺度系统造成,前期是中β尺度干线、辐合线触发带状对流性降水,后期是中β尺度Ω系统触发圆形状对流性强降水。短时强降水雷达反射率因子呈低质心结构,具有热带降雨型特征。     

"05.9.20"陕西中部大暴雨分析

利用天气图、自动站加密雨量、FY-2C卫星、西安多普勒雷达等资料,对陕西2005-09-20大暴雨(下称"9.20大暴雨")天气成因及中尺度系统特征进行分析,结果表明: 地面冷锋触发不稳定能量释放;在高、低空急流耦合的有利配置下,生命史为8 h以上的中尺度对流系统(MCS)导致大暴雨的产生,强散度柱与强涡度柱互相耦合提供了MCS强烈发展的动力机制;大暴雨出现地点与地面 "Ω"型中尺度能量场、中尺度切变线密切相关;雷达图上,回波强度≥40 dbz对应强降水,回波强度和强回波发展高度与地面降水强度呈正相关.     

陕西突发性暴雨监测预警系统研究

以1970—2002年发生在陕西的突发性暴雨为研究对象,综合使用现有探测手段和加密监测信息,采用天气学分析、中尺度分析、动力学诊断、数值模拟等方法,揭示出突发性暴雨许多新观测事实;对突发性暴雨的气候与降水分布特征,环流背景场、高低空流场、能量场、温湿场和动力场特征,高空与地面的中尺度系统的空间结构,中尺度对流云团等特征及其演变,有了相对系统的认识,并以此为基础系统研究了突发性暴雨的生成规律和演变机理,建立了突发性暴雨监测预警业务平台。