液态二氧化碳(LC)播撒装置应用研究

针对液态二氧化碳(LC)的播撒问题, 给出了其播撒装置的基本特征、播撒率及主要影响因子;用FSSP-100 、2D-C粒子测量仪、三用滴谱仪及能见度仪等设备测定了LC播出物的相态、粒子形状和尺度谱。测定表明:LC播出物为液、固、气态二氧化碳三相共存混合物。液态、固态粒子存在时间约100～101s, 粒子尺度10-1～102μm, 播出物流束中单位体积质量可达3.6 g·m-3。这些测定结果为使用LC作为冷云催化剂提供了可靠依据, 为国内在较暖云顶层状云中开展人工增雨作业提供了合适的催化技术。     

LC播撒设备研制与播撒试验

研制出一套适于陕西播云作业的液态二氧化碳(LC)播撒设备，开发LC催化技术方法，通过试验得出最佳播撒速率，提高作业效果；根据播云作业需要提出技术指标，并进行地面、空中试验(包括静态、动态试验)。结果表明：LC的纯度是决定喷撒质量的关键；当环境温度较高时LC小粒子浓度较高，谱型较窄，当环境温度较低时粒子谱明显拓宽，峰值浓度降低；地面使用0．6mm喷头，喷撒速率为10～12g／s，喷头距离激光束为10cm时，PMS粒子测量系统检测到LC粒子谱宽在0．5～175pm之间，小粒子平均总数密度为146个／cm^3。冰雪晶平均总数密度为71个／L；陕西春、秋季适宜催化的降水云系云体温度较高，LC宜作为播云首选冷云催化剂。当播撒率为10～12g／s时，作业数分钟后．机载PMS粒子测量系统和地面雷达检测到云物理响应参数与云的本底值对比分析证明：播撒LC有利于云水向雨水的转化，催化效果较好。     

冰雹云提前识别技术研究

利用雷达强回波45dBz高度和降雹日08时月平均0oC层高度,对1991—2003年宝鸡雷达站观测的165d 231块对流云数值拟合,得出识别冰雹云的指标:处于发展中的对流云,雷达强回波45dBz高度大于或等于多年降雹日08时0oC层月平均值2.9km,将有冰雹酝酿形成。对降雹造成灾害的雷达回波分析表明:雷达强回波45dBz平均底部越高提前识别时间越长,顶部越高距离降雹时间越短,冰雹云可能是45dBz初始回波位于云体中部并向上、向下扩展发展而成。该方法对单体降雹平均提前识别12min,对超级单体平均提前识别18min;对多单体冰雹云平均提前预警18min,对飑线中的超级单体平均提前预警25min。     

陕西省人工增雨优化成套技术研究

优选多种人工增雨技术，采用国内外先进的探测装备和技术方法，应用新的催化工具与方法集合形成完整的、适合陕西特点的、具有当代先进水平的人工增雨体系。包括综合探测系统、播云催化技术、资料采集传输系统、作业指挥系统、作业效果评估、人影专业数据库，以及优化的增雨作业系统。     

冰雹云提前识别技术研究

为了学习辽宁省气象局在大气成分轨道建设及精细化天气预报等方面的先进经验和做法,更好地促进山西省相关业务领域的发展与进步,2007年3月26日～30日,山西省气象局派出考察组赴辽宁考察调研。考察组由副局长张洪涛任组长,成员有宋宏、王少俊、张怀德、王雁、苗爱梅、胡玉清、刘川生、王存仁。     

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。     

在冬季地形云中飞机释放碘化银的扩散情况

研究碘化银(AgI)烟流的扩散,使用两架飞机,即一架播撒飞机和一架测量飞机。用飞机播撒 AgI 烟雾,造成一条瞬时的烟粒子线源或一个连续点源(椭园形)。在一小时后,用装备声型冰核计数器的另一架飞机捕获烟流中的烟粒子进行测量。在北方 Wasatch 山脉的冬季地形风暴中,由飞机上 AgI 发生器释放烟雾测量     

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。     

层状云中非垂直多条撒播线源催化剂扩散的数值模拟

首先建立了一个模拟层状云中催化剂扩散的三维时变烟团轨迹模式。该模式能够模拟层状云中多条（与风向）非垂直撒播线源的催化剂扩散特征。在模式中,详细考虑了地形、垂直风切变对催化剂扩散的影响以及催化剂播散参数的时空变化和催化剂的湿清除效应以更接近于实际过程。其次建立了一个细网格三维非静力中－β尺度动力学预报模式,用于模拟大气流场和湍流场,以其作为烟团轨迹模式的背景场。最后根据１９９６年３月３１日０８时实测常规气象资料和１４时飞机实际播撒参数,对陕西省关中地区飞机人工增雨作业中的催化剂扩散进行了数值模拟,对不同的大气层结和扩散参数做了敏感性试验分析。模拟结果表明：（１）在非均匀、非定常及非垂直直线源情况下,层状云中催化剂扩散的浓度等值线空间分布较复杂,不满足高斯分布。（２）催化剂的扩散与湍流扩散系数、风场分布相对应,水平扩散范围大于垂直扩散范围。（３）不稳定层结有利于催化剂扩散和多条线源的合并,扩散系数越大,扩散范围越大,线源间合并越早,撒播的线源间距可以大些。（４）陡峭地形对低层风场和湍流场影响较大。     

旬邑地区冰雹云的早期识别及数值模拟

分析了１９９７年到１９９９年在陕西省旬邑防雹实验区用３　ｃｍ雷达观测到的１４６块雷暴和雹暴云回波资料，　结果表明，　冰雹云和雷雨云的雷达回波特征有明显的差别。冰雹云初期回波和强回波都生成于５．０　ｋｍ（０～－５℃）左右高度，　然后向上伸展或向上向下同时伸展，　以４５　ｄＢｚ回波顶高≥７．０　ｋｍ，　顶温＜－１４℃。雷雨云初期回波和强回波出现高度比较低，　强回波生成后向下伸展；　４５　ｄＢｚ回波顶高＜７．０　ｋｍ，　　顶温高于－１４℃。以４５　ｄＢｚ回波顶高≥７．０　ｋｍ，　或以４５　ｄＢｚ回波顶温度低于－１４℃，　作为识别冰雹云的指标，　再根据强回波生长情况，　可提前５～１０　ｍｉｎ识别出冰雹云，　１９９９年现场识别准确率为８６％。三维冰雹云模式计算结果表明，　云的强回波顶高和强度出现剧烈增长是云内冰雹生成引起的，　这也和雷达观测到的冰雹云降雹的先兆特征“跃增增长”现象一致，　而雷雨云的这些特征不明显。