雷达资料在青海省东部人工增雨效果检验中的应用研究

利用2013—2014年青海省东部农业区人工增雨作业期间雷达资料,根据层状云和对流云2种类型云的地面增雨作业,分析了作业云体(或对比云体)催化前后的组合反射率、回波顶高和垂直积分液态水含量等雷达参数的变化规律。结果表明,层状云地面增雨作业后各雷达参量在一定时间内处于上升趋势,第5~7个体扫时达到最大,之后才出现下降趋势。因此,可考虑对此类降水云系的重复作业时机应选择在作业后第5~7个体扫,即作业后30~40 min。在对流云增雨过程中,通过对照对比云,增雨作业有助于延长对流单体的生命史,具有较大的增雨潜力。     

用新一代天气雷达评估火箭人工影响天气作业的一种新方法

通过利用新一代天气雷达不同仰角层的探测资料,结合气象探空资料,提出一种对人工增雨作业效果进行物理评估的新方法,且对广西宾阳县的一个人工增雨作业点进行了作业效果分析.结果表明,根据当地的温度分布特点,选取与雷达站距离适宜的作业点,采用新一代天气雷达不同仰角层的探测资料,分析其中冷、暖温区中云层的回波变化,可以获取由于催化引起云中物理变化信息.在对冷云催化后,2.4°、3.4°等较高仰角层的回波变化曲线比0.5°和1.5°低仰角回波增强迅速.在分析的4个个例中,在催化11～ 30 min后,冷区的回波开始明显增强,而暖区回波的发展相对滞后,可以反映出在冷层催化后,由于消耗过冷水,促使冰雪粒子增长,之后随着冰雪晶降落融化,在暖层与云雨滴碰并,导致低层暖区回波增强.在云系的不同发展阶段实施催化作业,其所产生的效果也不同.在云系的维持阶段早期实施作业,可以使云系维持更长时间,而在消散阶段实施作业,虽然催化可使上层冷区云系维持更长时间,但改变不了云系总体减弱的趋势.     

鹤岗市2007年人工增雨效果的雷达回波分析

利用2007年8月7日下午实施的一次人工增雨作业过程,通过雷达回波的效果检验,来说明高炮和火箭作业的明显效果区别。说明选择作业时机和增雨设备非常重要,它直接影响人工增雨作业的实际效果。     

基于雷达资料人工增雨潜势预判方法的研究

利用常规气象、天气雷达资料,分析有利于开展人工增雨的天气条件、可播云型,粗浅分析总结出基于雷达资料的人工增雨作业预判指标.结果表明,影响高原降水的主要系统有切变线、高原低涡、孟湾风暴和西方槽;5～9月降水量占全年的80％以上;对降水贡献率最大的可播云型为积云(Cb)和层积混合云(Sc+Fc),占全年可降水云型的80％以上;当不同云系平均回波强度≥10 dBz、强回波强度＞20 dBz、回波顶高＞5 km、强回波高度＞3 km时可作为作业指标.     

天气雷达定量估测降水技术在人工增雨效果检验中的应用

为检验人工增雨的作业效果,利用新一代天气雷达定量测量降水的技术获取面雨量资料,采取了非随机统计方法,对比区根据地形相似和时间相似方法选择,统计计算作业影响区和对比区的降水相似程度,建立作业区与对比区的自然降水关系回归方程。分析作业后对比区和影响区的3小时累计降水量的变化,即用作业区的实际雨量减去用对比区雨量计算出的作业区雨量,得出人工增雨作业的效果。结合桂林人工增雨作业的实际,规定各作业区与对比区,检验分析发现,作业影响区和对比区的降水总量有明显差异,多年统计平均,增雨率达到15%左右。雷达定量测量降水资料对人工增雨作业效果的检验有很好的帮助作用。     

人工增雨效果检验的研究进展

人工增雨效果检验主要分为统计检验和物理检验,统计检验又分为随机化检验和非随机化检验,而非随机化试验通常分为序列实验、区域对比试验、区域历史回归、区域控制模拟试验等。笔者对国外一些著名效果检验计划进行了简要介绍,同时就人工增雨效果检验的前景进行了探讨。     

辽宁省人工增雨效果检验实施方案设计

根据辽宁省典型降水天气类型,建立了以辽宁沈阳辉山雷达观测站为中心、300 km×300 km范围内的辽宁省人工增雨效果检验试验区,以试验区为依托给出了辽宁省人工增雨效果检验实施方案设计的基本原则和检验方法,提出了增雨作业区域、作业时段与作业效果检验有机结合的新思路,在试验区内随机地选取作业单元与对比单元,以便更好地利用效果检验中的随机化理论。     

新一代多普勒雷达在山丘区人工增雨作业中的应用

2006年7月7日利用新一代多普勒雷达指导桃源县山丘区进行火箭人工增雨作业,就其作业条件与作业效果进行了分析,分析表明:依据多普勒雷达资料,利用山丘区迎风坡地形对云系的招升作用,适时开展火箭作业进行人工催化,可以取得显著的增雨效果。     

宝坻区人工增雨作业效果评估方法

鉴于抗旱增雨的迫切需要,催化作业的方式是非随机化的,作业的目标区也不固定的实际情况,人工增雨作业的目标区的选择通常总是找最有利于降水的或自然发展最旺盛的云或云区。因此,在进行效果评估时,存在一个如何减小或消除这些因素给效果评估带来的偏差,这是非随机化增雨作业效果评估中需要解决的一个关键问题。本文简要介绍宝坻区目前开展人工增雨作业效果评估的物理检验方法。     

雷达和GPS水汽资料在人工增雨指标中的应用

利用雷达、GPS大气可降水量等综合分析了云物理特征参数在一次对流降水中实施人工增雨的指标,根据对流过程的演变,将其细分为生成、发展、成熟、减弱、消亡5个阶段来分析各物理参数的变化特征。结果表明,GPS大气可降水量对降水的产生有较好的指示作用;组合反射率、回波顶高、垂直积分液体水含量与降水相关性好,能表示对流云总体发展情况;成熟阶段是实施人工增雨的最佳时段。     

飞机增雨作业中不稳定天气的雷达判别指标

利用1980~2008年辽宁省雷达资料,分析了辽宁不稳定天气的年变化和日变化规律,统计出辽宁不稳定天气的雷达判别指标。结果表明,辽宁的不稳定天气具有明显的年变化和日变化;一年中不稳定天气出现最多的月份是6月份;一天中出现最多的时段是在11：00~20：00,因此在这个季节和这一时段进行飞机人工增雨作业时应特别注意不稳定天气的出现。用雷达判别不稳定天气是当前最好的选择。一般在强度〉35 dBz的回波部位、中气旋、辐合线、逆风区和VIL值〉15 kg/m2的区域基本为不稳定区域,不适宜进行飞机人工增雨作业。     

桂林秋季干旱特征和人工增雨作业潜力分析

对1957～2008年桂林秋季干旱的特征进行分析,针对人工增雨作业需要,分析研究适合人工增雨作业的大气环流背景和雷达回波,总结出桂林市秋季久晴转雨天气的3种预报模型,并给出了每一种天气预报模型下各种影响系统的基本位置、对应回波变化及降水落区。     

2013年7月18～19日昆明大暴雨过程的诊断分析

2013年7月18日20:00～19日08:00,云南省昆明市12 h内区域站共出现44站暴雨以上量级的降水,针对这次强降水过程,从高空形势场、物理量场、卫星云图、天气雷达等资料进行综合分析.结果表明,500 hPa青藏高压和西太平洋副热带高压之间的辐合区是此次强降水的主要影响系统;昆明上空有两股水汽输送,且水汽通量散度对流层中低层辐合中高层辐散,水汽输送条件较好,水汽充沛;昆明上空强降水时段内对流层中低层为正涡度,中高层为负涡度,大气处于不稳定状态,为对流的发展、持续提供了有利的动力条件;昆明上空中尺度对流云团的合并发展,同时在发展过程中位置少动是造成这次大暴雨天气的主要原因之一;此次降水回波属于混合型降水回波,在大片层状云回波中夹杂一些积云强雨团;此次昆明地区的大暴雨天气,与逆风区持续时间密切相关.     

利用高分辨率DEM数据提高雷达测雨精度的方法

利用高分辨率的数字高程模型(DEM)数据和0℃层高度值,在假定标准大气折射条件下,综合考虑周边地物的阻挡和0℃层亮带因素,根据目前雷达常使用体扫模式VCP21,计算了湖南省7部雷达的波束阻挡仰角分布及雷达定量估测降水产品的探测范围。结果表明,对于湖南的4月份,长沙、常德、岳阳、怀化、邵阳、永州和郴州雷达的探测半径分别是177.00、179.00、188.40、124.85、162.06、145.50、144.17 km,岳阳雷达的探测范围最大,而怀化雷达的探测范围最小;对汛期而言,应用湖南省建设的雷达网,获取的定量估测降水业务的探测范围在消除0℃层亮带影响的同时基本能实现对全省区域的降水监测,有利于提高定量估测降水的精度。     

人工防雹催化效果的数值模拟

[目的]数值模拟人工防雹催化效果。[方法]在对内蒙古中部地区(以呼和浩特地区为代表)10年雷达探测资料、降雹资料以及人工防雹作业资料分析的基础上,利用三维积云催化模式,对冰雹云或雷雨云进行分时段催化数值模拟试验、不同催化部位数值模拟试验以及不同催化剂量数值模拟试验,根据数值模拟结果,经过分析并考虑实际人工防雹作业状况,得出适宜而有效的催化作业时间、作业部位以及作业催化量(AgI)。[结果]有效作业时间宜早不宜迟,提前20 min左右作业,效果比较好;催化作业部位应视冰雹云强度、形态结构以及催化剂运载工具的性能而定,对于中等强度及以下的冰雹云,在回波强中心催化即可,对于强冰雹云,一般在冰雹胚胎帘即过冷水累积区中作业效果最好;每次作业的有效催化剂量(AgI)一般应达100 g,对中等强度以上的冰雹云每次作业催化剂量通常要达100 g(相当于100发炮弹)以上。[结论]在冰雹云发展的适宜时间、适宜部位进行适宜剂量的AgI催化,可达到抑制冰雹云发展、防御冰雹灾害的目的。     

永州市一次暴雨过程雷达特征分析

利用地面和高空常规观测资料及永州市中小尺度区域自动站逐时观测资料、永州市多普勒天气雷达观测资料,对2010年6月19～20日发生在永州中南部的暴雨过程进行分析。结果表明,这次暴雨天气主要是因南支槽、高低空急流及中低层切变线共同影响造成;雷达基本产品R、V以及导出产品CR、VIL、ET、风廓线等对短时强降水有很好的指示作用。     

2013年7月6日安徽省一次大范围暴雨过程分析

［目的］分析2013年7月6日安徽省一次大范围暴雨过程。［方法］运用常规天气资料、NCEP资料,对2013年7月6日安徽省一次大范围暴雨过程的天气形势、物理量场、雷达回波特征等进行分析。［结果］西风带低槽引导冷空气南下和副高西北侧西南暖湿气流在皖江一带交汇造成了这次大范围暴雨过程,西南低空急流的增强为暴雨区提供了充足的水汽和热力条件,暴雨区上空低层辐合、高层辐散重叠,垂直上升运动深厚;暴雨区低层位于正涡度区、θse场的高能区、散度负值辐合中心及水汽通量散度负值水汽辐合中心附近;数值模式WRF V3.4输出产品模拟强降雨时段850 hPa风场,有β中尺度低涡系统先在皖西南地区形成并沿切变线东移;β中尺度低涡系统影响时,回波呈团状,结构紧密,反射率因子一般30～35 dBz,回波顶高6～8 km,团状回波内有多个强度45～50 dBz、顶高12 km的强中心。［结论］该研究为暴雨的预报预测提供理论依据。