增雨效果范文

2024-07-11

增雨效果范文（精选11篇）

增雨效果第1篇

1 火箭增雨作业技术

由于人工增雨技术在时间、空间上跨度较大, 催化剂用量小, 指标较低, 背景条件较宽, 因此火箭作业系统也适用于人工增雨作业。由于火箭发射高度高, 比较适用于海拔高度较低的地区或0℃层高度较高的春秋季, 因此不论是我国南方还是北方, 目前人工增雨作业广泛使用火箭作业系统。

开展火箭播撒人工冰核作业时, 为了给火箭燃焰播撒高度层的确定作为参考, 在作业区对-12~-6℃月平均等温线的平均高度进行统计[5]。设计火箭的发射运行轨迹时, 在-10℃维持准水平为最佳, 播撒限定范围不能超过-15~-5℃的区间。箭运行轨迹顶应当与播云目标区中心位置尽可能接近, 射击方法有梯形射击、平面射击等。

当达到雷达识别指标或出现满足宏观特征的目标云移入作业点有效作业距离时, 即可按规定仰角实施火箭发射作业;当作业区上空目标云出现较强降雨、目标云处于明显减弱阶段或作业目标云移出火箭作业系统作业区时, 可停止作业[6,7,8,9]。根据人工增雨目标云的实际情况, 每隔10~20 min发射2~4枚火箭弹;发射方式采用同仰角水平扇扫, 层状云的扇扫角度应大于90°, 对流云或混合云可根据云层的实际宽度确定扇扫角度;孤立对流云视云体大小发射2~4枚火箭弹。发射方向应尽量选择云层移来方向[10,11,12,13]。

2 人工增雨效果评估

2.1 评估依据

为了有效检验和提升人工影响天气科技水平, 应当对人工影响天气作业实际效果进行科学检验和评估, 为之提供依据和标准, 不仅是人工影响天气工作的重要组成部分, 也可以推动人工影响天气进展, 具有重要的作用[14,15]。选用探测手段和物理指标, 要从本地条件出发设计效果评估方案。一般以市 (地) 雷达变化为主, 可选择几项比较适用的雷达回波参量变化为主要依据 (其它指标作为参考) , 或作为统计变量进行显著性检验[16]。

2.1.1 雨滴谱。

在作业前和作业后分别对同一块云进行取样观测, 分析雨滴谱的变化情况, 针对雨滴谱是否变宽, 结合与邻近同类云体比较, 看雨滴增大, 从而判断作业的有效性。通过多普勒雷达可以测量降水粒子垂直下落速度谱, 反映粒子形态和谱宽度等特征的变化。如果作业后空中降水粒子变小, 速度谱变窄, 可视为作业有效;反之, 则视为无效[17]。

2.1.2 雷达回波参量。

对人工增雨 (雪) 作业前和作业后的雷达回波进行比较和分析, 从而判断作业的有效性。通过观察云体的发展变化程度、雷达回波面积和强度的变化, 结合降水则增加情况, 评估作业有效或者无效。

2.1.3 数值模拟。

在积云模式下进行作业前、后的数值模拟, 并进行分析对比, 为增雨效果评估提供佐证。

2.2 地面实况资料

2.2.1 增雨作业。

炮位上风方、下风方及周围划分影响区与对比区内的雨量点, 每隔10 km至少1个。重点是收集3~6 h雨量, 并做好作业前后雨情记录。

2.2.2 作业影响区范围估算。

由于作业对象云的强度、云体尺度、厚度、水汽含量、温度及背景系统的强度等不同, 所以防雹增雨作业的受益面积难以精确计算。以高空风来向为上风方, 作为引导气流, 下风方为影响区;云的移速 (V) 可由雷达提供, 也可由500 h Pa或者700 h Pa高空风推算;高炮控制范围 (L) (射程半径3.5 km, 含下游共7 km) ;云过境持续时间 (T) (可由雷达提供, 也可用作业时间推算) ;以上3项数值相乘可估算影响区面积, 影响区面积:S=L×V×T[18]。

2.2.3 综合分析与显著性检验。

作业前后影响区与对比区降雨量或雹灾灾情分布、严重程度等实况是进行分析和检验的主要依据。雷达指标对云中不同高度的物理参量变化是重要的评估指标[19], 应进行多样本显著性检验。

为了提高效果评估的可信度, 可选用与云的降雹特征和造成降雹的云变化特征有关的物理参量作为统计量, 进行多次样本的显著性检验, 如两组样本差异显著, 显著性水平α=0.05, 可认为作业是有效的。各地可根据本地特点, 也可采用其他统计方法进行统计分析, 以改善和优化效果评估方法, 使之更合理、客观。

2.3 增雨效果评估方法

以同一时段内, 以订正后的省级预警落区及时间为背景, 结合雷达回波变化情况, 以3~6 h内雨量实况为基础, 并根据上、下风方向, 比较对比区与影响区雨量, 综合判断, 得出时空对比的效果图。最好能收集各地较为详尽的雨量历史资料, 为了优化和改善效果评估方法和结果, 可以结合似天气背景、历史样本、历史资料, 尤其是时间、空间分布较密的雨量资料, 采用统计分析或者同时段差值分析, 比分析历史相关性。对试验区作业效果进行评估, 可加密布设测雹板, 获取雹谱分布或计算落地冰雹动能;有条件的地方或试验区可以进行雷达、探空加密观测;加密雨量网点或雨量自记, 无人气象站等[20]。试验区如有周密设计的资料积累, 30个样本以上可以进行多物理参量的统计分析与检验, 来提高效果评估的可信度。

3 康县增雨效果评估实例分析

3.1 事件基本情况

甘肃省乡村旅游精准扶贫现场会将于2016年5月20—22日在甘肃省康县举行。根据兰州中心气象台、陇南市气象台和康县气象局综合预报, 20—21日受大范围降水云团影响, 康县境内将有阴雨天气。按照市委、市政府和组委会要求, 陇南市气象局召开专题会议研究制定了全省乡村旅游精准扶贫现场会天气预报服务与人工消减雨作业实施方案, 成立了气象保障服务小组, 确定由陇南市气象局与康县气象局联合开展气象预报服务和消减雨作业。5月21日5:00—6:00, 由陇南市人工影响天气办公室组织与康县人工影响天气办公室联合, 分别在康县平洛镇团庄和城关镇黑马关2个作业点开展了火箭消减雨作业2点次 (表1) , 共发射火箭弹16枚, 取得了由阴雨天气转为多云天气的明显效果, 保障了全省乡村旅游精准扶贫现场会各项活动的顺利开展。

3.2 作业风险

依据《人工影响天气管理条例》, 在实施人工影响天气作业之前, 应由当地人工影响天气主管机构和公安机关在作业点周围张贴公示, 告知相关部门及群众, 做好安全应急处置工作。因实施人工消减雨所使用的WR型增雨火箭弹可能会发生降落伞未拉出张开的情况 (1%) , 出现火箭弹残骸砸坏房屋、森林等意外事故, 导致人身伤害或财产损失。若出现上述意外, 应当按照人工影响天气安全事故应急预案及时处置, 并立即报告当地人民政府和上级气象主管机构, 具体由批准该作业计划的人民政府依照有关规定处理。

3.3 作业影响力

人工消雨是通过在举办活动的上游地区进行大范围、大规模、密集的人工增雨作业, 使天气系统的能量加速扩散, 促使空中水滴提前快速形成, 提前降落地面, 从而保证举办活动地区不出现降水或减少降水量。就目前人工消雨的技术手段, 对范围小、强度较弱的降水过程会取得比较理想的效果, 但遇上大范围、强降水天气过程, 影响力有限, 还达不到完全消雨的效果。

3.4 天气实况

2016年5月19日经过对最新气象资料进行认真分析, 气象台得出“康县境内5月20—22日以阴雨天气为主”的预报结论。同时, 根据云的移动方向、速度等分析确定了作业地点、时间和发射仰角、方位及火箭弹数量, 5月21日4:00作业人员及早赶往确定的2个作业点待命。分别于21日5:55和6:25在康县平洛镇团庄和城关镇黑马关2个作业点开展了人工火箭消雨作业, 共计作业2点次, 发射火箭弹16枚。

2016年5月22日8:00至23日8:00康县普降中雨, 全县雨量均在10 mm以上。3个最大雨量观测点:杨河坝 (18.9 mm) 、迷坝 (16.0 mm) 、巩集村 (15.5 mm) , 康县城区 (12.4 mm) 。

3.5 评估方法和资料选取

3.5.1 人工增雨区域历史回归统计与候降水量。

对人工增雨效果检验中序列试验、区域对比试验、双比分析和区域历史回归试验4种常用统计方案, 结果表明, 评估结果准确度与作业样本数和历史样本数均有关联;相同条件下, 区域历史回归试验较其他3种方案评估结果准确度更高;在规定显著度水平下, 若要达到基本相同的评估结果准确度, 区域历史回归试验所需样本数最少。作为一种经典的效果评估方案, 区域历史回归试验在国内其他省市也经常被采用。其技术路线可简述为合理选取控制区和目标区, 由2个区域自然降水历史序列建立起统计回归方程, 假定作业期两区域的降水亦满足历史回归关系, 则由作业期的控制区降水可推算出目标区降水期望值, 并视为目标区自然降水估计值, 与作业期实测降水相比, 即可得到目标区作业期人工增雨净增加降水量和相对增雨率。

在选取控制区和目标区范围时, 需综合考虑2个区域所处的地理地形、面积、天气气候背景等具有一定相似性与可比性, 同时还需考虑区域内气象观测站的分布与资料代表性, 保证历史资料长度和持续性。为避免催化作业给控制区造成影响, 控制区一般选位于目标区上风方或侧方, 两区相隔一定距离。以高空500 h Pa风向作为引导气流来向统计分析陇南降水日 (全市9个一般气候站任意一站出现降水日) 的天气系统主要来向。从武都高空站降水日探空500 h Pa风向统计中可以看出, 引导气流来向主要集中在95.0~105.0°之间, 日数分别占总降水日数的72.0%和86.1%, 即本地降水系统主要来自偏西方向, 并以自西向东影响为主。

经过对2007—2014年造成本地区域性降水天气系统的统计, 高原槽、高原切变线、低层低涡切变线和西风槽是最主要的影响系统, 分别占影响本地的天气系统总数的28.5%、16.0%、24.3%和32.2%。

陇南市降水主要天气系统包括高原槽、高原切变线、低层低涡切变线和西风槽等。基于以上基本天气背景, 结合5月21—22日康县气象观测站分布与康县人影消雨区域、地面消雨作业站点分布情况, 将成县的黄陈镇、索池乡、苏元乡、小川镇和鸡峰镇5个乡镇中所包含的毕河口、黄陈、锁池、苏元、新兴村和鸡峰山6个气象站所涵盖的无作业区域设为控制区的主要范围, 而将开展地面火箭消雨作业较为集中的平洛、望关、长坝、碾坝、玄麻湾和香子坝6个气象站所涵盖的区域设定为目标区主要范围 (图1、表2) , 2个区域内气象站间距15~45 km。影响陇南地区的大型降水天气过程一般可持续1~3 d, 由此, 在增雨效果评估中选取逐候降水量作为催化单元, 即统计变量。考虑到北方气旋、锋面等不同天气系统的云系、云带和降水时空分布很不均匀, 对控制区、目标区内分别涵盖的6个气象观测站的候降水量进一步作平均处理。

图2为2014—2015年控制区和目标区的平均年降水量变化。可以看出, 2个区域平均年降水量的相关性很大, 2014—2015年控制区和目标区年内各年的平均候降水量变化特征非常相似。降水量均主要集中在5—9月。

3.5.2 人工增雨效果评估情况。

作业期降水概况及人工增雨效果统计, 基于上述方案, 对2016年康县人工消雨效果进行统计评估, 通过临时新选取的2个地面火箭作业点, 并于5月21日凌晨实施了人工增雨作业, 使得所选控制区受催化影响增加降水量, 而目标区由于受上游降水影响, 其实际降水量明显减少, 针对降水天气积极组织开展地面消雨作业, 最大限度降低降水天气对活动的影响, 为甘肃省乡村旅游精准扶贫现场会的成功举行提供了有利的天气条件。

从图1可以看出, 实施人工增雨作业之后, 整个目标区没有降水产生, 而控制区大多站点产生了较大的降水, 尤其是小川镇的新兴村降水1.2 mm。这表明, 此次人工消雨作业效果比较显著。

准确及时的气象预报服务和有效的人工消减雨作业, 全力完成气象保障服务任务, 为甘肃省乡村旅游精准扶贫现场会的成功举行提供了有利的天气条件, 为确保甘肃省乡村旅游精准扶贫现场会的圆满成功做出了积极贡献, 得到了市委、市政府领导和大会组委会的高度赞扬, 赢得了社会各界的一致好评。

3.6 存在的问题

(1) 要取得更准确的评估数据, 控制区和目标区的选取通过月或旬、候历年平均降水量来确定, 其相关性会更客观一些。

增雨效果第2篇

通过对降水影响系统分型,给出了以同一影响天气系统下的降水时段为评估单元,对降水前后目标区和控制区的`流域面雨量、入库流量和作业前后雷达回波参量进行评估,并对夏季增雨作业个例进行了计算,结果表明,雷达回波参量在作业前后有明显的变化,平均增雨率为19.61%,投入产出比为1:37,经济效益显著.

作者：张中平钱霞荣叶祥玉马建国李强季松群余常新 ZHANG Zhong-ping QIAN Xia-rong YE Xiang-yu MA Jian-guo LI Qiang JI Song-qun YU Chang-xin 作者单位：张中平,ZHANG Zhong-ping(安徽省六安市气象局,安徽,六安,237008;安徽省六安市气象局,安徽,六安,237008)

钱霞荣,叶祥玉,马建国,李强,QIAN Xia-rong,YE Xiang-yu,MA Jian-guo,LI Qiang(安徽省六安市气象局,安徽,六安,237008)

季松群,余常新,JI Song-qun,YU Chang-xin(安徽省响洪甸水电站,安徽,六安,237335)

初探人工增雨抗旱农业减灾技术第3篇

干旱和水资源短缺一直是困扰我国经济发展的一个重大难题。为缓解农业生产水资源的短缺，作为减灾的手段之一，自1 958年起我国即广泛开展了人工增雨，并受到各级政府的重视。

关键词：人工增雨；抗旱；减灾

我国是自然灾害频发的国家之一，干旱是我国最主要的一种自然灾害。例如，2006年，重庆遭遇了百年一遇的特大干旱；2009年，我国许多地方遭遇50年一遇的大旱，安徽、河南等地灾害严重；2010年春，云南、广西等省遭受严重春旱等。干旱所造成的损失十分严重，越来越受到政府和公众的关注。人类对有关人为干预降水形成过程的认识和研究在不断提高，人工降雨已成为抗旱救灾、水库蓄水的一种重要手段。

1 人工增雨冷暖催化理论

人工影响天气是在一定的有利时机和条件下，通过播撒催化剂等技术手段，对局部区域大气中的云雾降水物理过程进行影响，达到人工增雨、防雹、消雾等目的。大气中的水汽在上升过程中凝结成细微的云滴，漂浮在空中。在温度低于0℃的冷云中，云滴往往仍为过冷水滴。在这种冷云中，如果有冰晶存在，由于冰面飽和水汽压低于水面饱和水汽压，冰晶就会很快的凝华长大而云滴蒸发，冰晶长大后可下落成雪。贝吉隆早在1935年就对冰水共存的混合云降水过程进行过研究，因此，这个过程也称之为贝吉隆过程。雪在温度高于0℃的暖区会溶化成雨。雪和雨在下落时都会碰撞并合云滴而进一步长大，最后降到地面。在暖区或者没有冰晶的云中，云滴大小不一，大的云滴可能碰到小的云滴而长大成为雨滴，降落及地。

人工降水（人上增雨）是在自然冰晶不足的云中，播撤干冰、碘化银等催化剂，产生大量人工冰晶，促进降水的发展。大量试验研究表明，对于适合人工增雨的云，在适当部位适当时机采用适当的催化方法可以达到增加降雨的目的。掌握和使用不当就会使实际效果大大降低、在特殊情况下还可能出现负效果。因此认识、掌握正确的催化条件和方法是人工增雨的技术关键，也是效果评估的前提。

2 层状冷云人工增雨技术

层状冷云是我国北方春秋旱季的主要降水云和人工增雨对象。观测表明之中过冷水含量很少，可以催化的部位有限，根据经典理论催化增雨量仅仅来自过冷水的转化，在大多数降水层状云中只能达到10-1mm的数量级，同生产需求和实际作业效果相差甚远。因此必需研究建立新的人工增雨概念模型和相应的新的催化条件判据和催化部位、剂量指标，研制实时监测识别和催化决策技术系统。

（1）中尺度层状云系数值模式及其模拟预报的实时业务系统中尺度层状云系数值模式是将6个预报量的中尺度大气模式 MM4同12个云降水预报量的云物理模式结合起来，考虑了21种云物理过程。实时业务系统研制了模式输入资料处理和输出结果产品显示服务系统，实现了模式实时稳定自动化的运行。

（2）层状云人工增雨的新概念模式、条件判据和催化指标体系

1）人工增雨概念模型经典理论指出，催化引入的人工冰晶可以通过贝吉隆过程使过冷云水转化为降水（雪、雨）。实际云中含水量观测表明降水层状云中过冷水垂直累积总量约为0.1mm左右，增雨潜力很小。数值模拟表明催化引入较多的人工冰晶可使部分冰面过饱和水汽转化为降水，其垂直累积量往往大于过冷水量，在上升气流中可维持增雨的潜力。催化后水汽的补充凝华潜热可使空气加热10-1K的量级，导致云中升速加大10-2-10-1m/s的量级，促使催化区云和降水发展。2）人工增雨条件和判别方法根据上述概念模型以及数值模拟的结果和实际作业经验提出了下列人工增雨条件：①云降水处于发展或持续阶段，云中有比较深厚的上升气流，云下蒸发较弱，云厚较大，过冷云层较厚，云底较低；②云中有过冷水，在较厚的层次里有较大的冰面过饱和水汽值，其中冰晶浓度较低的区域更为有利。

2）识别方法①云降水宏观特征；②云物理微观特征：探空（尤其是加密探空）监测的冰面过饱和水汽区有参考价值。机载2D-C仪测到粒子浓度小于阈值时，说明自然冰晶较少，具有增雨潜力。

3 层状云飞机人工增雨监测识别技术

（1）PMS粒子测量系统技术改造符合催化条件的人工增雨潜力区的最终识别依赖于飞机的云物理直接监测。我国引进国际先进的PMS粒子测量系统，不能在飞机上实时显示处理，只能用于催化作业后的分析研究，而不能用于作业条件的实时识别。通过将原有的PMS粒子测量系统记录部分的改造和研制的相应软件，实现了各种云物理观测参量在微机上的实时处理和显示，包括各种大小粒子的数浓度、不同直径分级的平均直径和含水量、云中温度、高度、空速等，还可以显示云中冰粒子和降水坝子的图象。

宝坻区人工增雨作业效果评估方法第4篇

1998年, 宝坻区第一次利用高炮进行人工增雨试验作业, 2001年引进流动火箭发射架, 从此展开了高炮、火箭联合增雨和冬季火箭增雪业务, 最大限度地开发利用了空中水资源, 对缓解农业旱情起到重要作用。鉴于目前抗旱增雨的迫切需要, 催化作业的方式是非随机化的, 作业的目标区很不固定的实际情况, 而且作业区和目标云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, 在进行人工增雨效果统计检验时对比区的划分也或多或少地存在人为主观因素。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科学技术问题。本文简要介绍宝坻目前开展人工增雨作业效果评估的物理检验方法。

2 人工增雨效果的概念

人工增雨的效果, 一般理解为人工增雨作业后, 云和降水是否产生了预期的明显变化。这种变化既包括降水是否增加, 又包括云和降水的宏、微观物理量有无明显变化, 即云厚、面积、上升气流速度、雷达回波参数、云内温度廓线、云持续时间以及云中冰晶数浓度、大云滴数浓度、含水量、谱宽等是否产生预期的变化。前者称为人工增雨的间接效果, 也是最终效果;后者成为人工增雨的直接效果或物理效果。二者原则上应该一致, 但由于最终效果所受的影响因子及其时空分布的复杂多变性, 实际上他们之间仅表示存在着相关关系。[1]上述用来表示效果的量 (包括物理量和非物理量) 通称为效果指标。人工增雨作业后, 最关心的问题是:是否增加了降水, 增加了多少。

设y是增雨作业后的降水量, 而y0是不进行增雨作业时的自然降水量, 则人工增雨作用的效果可以表示为

E=y-y0 (1)

或

R= (y-yS0) /y0*100% (2)

其中E为绝对效果, R为相对效果。

于是可以出现三种情况:

(1) y>y0, 表示有正效果。

(2) y

(3) y=y0, 表示既没有正效果, 也没有产生负效果。

事实上, y和y0这两个量是无法同时测量的。实施增雨作业后, 只有y可以测量到, 而y0是无法测量的;反之, 可以测量到y0, 而y又无法测量到。因此, 人工增雨效果检验就归结为通过各种间接途径对y0进行定量估计的问题[2]。

估计y0的方法一般有两种:一种是物理预报方法, 另一种是统计推断的方法。由于现有的预报方法, 无论是天气学方法还是数值模拟方法, 都还不能做到以满足效果检验的精确度对一次降水过程做出定时、定位、定量的预报。迄今为止, 效果检验主要是利用以数理统计为基础的统计学方法进行推断。

3 人工增雨作业效果的检验方法

目前人工增雨作用效果检验方法主要有三种:即统计检验、物理检验和数值模拟。人工增雨作业在很大程度上属于一种政府行为, 主要以大范围的抗旱和补充地面水资源为目的。而政府部门最关心的是人工增雨的具体增加量, 或是投入的直接经济效益。因此, 在作业的设计上难以采用随机化试验和固定目标区方法。但是为了能够更客观的评估人工增雨作业效果, 提高作业效果评估的可信度, 可采用区域对比的方法来进行统计分析。

区域对比的方法是将某地每次作业的作业区上风方和下风方分别划成对比区和影响区 (目标区) 两个区域, 分别统计对比区和影响区的雨量, 然后将对比区和影响区的雨量进行对比, 最后, 计算人工增雨作业效果及效益, 具体步骤为:

3.1 选定目标区和对比区

目标区是指受到人工催化作业影响的地区, 一般位于人工催化作业的作业点下风方向;对比区是指不受人工催化作业影响的地区。通常对比区的选择要满足一下要求:

(1) 不受人工催化作业影响。根据统计的试验高空盛行风向, 对比区应选择在人工催化作业的上风方向或者垂直于风向的侧面。

(2) 地形、面积与目标区相似, 这主要是为了尽可能的消除地形所引起的降水量的差异。

(3) 试验期两区所受影响的天气系统以及降水类型相似。

(4) 两区均应有较稠密的降水量观测点。

3.2 确定对比区和影响区的面积

影响区的面积可以表示为:

SY=L*K (3)

式中L为火箭弹催化剂播撒长度;K为催化剂扩散系数, 由高空风和影响时间来确定, 高空风用临近测站的探空资料, 取500、700、850hPa的合成风;影响时间取3小时。影响区面积确定后, 在影响区的上风方取相同的面积作为对比区。

3.3 分别计算出对比区和影响区平均雨量Y和Y0

3.4 计算增水量Q

Q= (Y-Y0) *SY*0.1 (4)

式中:增水量Q的单位为104t (万吨) , Y和Y0的单位为mm (毫米) , SY的单位为km2 (平方公里) , 0.1为单位变换系数。将每个作业点的增水量Q累加就得到总增水量。

4 宝坻区人工增雨效果评估方法

宝坻全区面积1450km2, 区内有人影作业炮站8个, 一次作业目标区几乎覆盖全市;同时地理位置上与蓟县、武清、宁河及河北廊坊、唐山等接壤, 任何一个方向实施人影作业, 我区均处于污染区, 在进行效果统计时, 很难找到符合要求的目标区。因此有必要找到符合我区特点的增雨效果评估方案。

4.1 目标区和对比区的选择

目标区:将单个火箭作业点的目标区定为一个矩形区域, 作业点位于矩形区域短边。增雨作业火箭设计方向一般垂直于云的来向, 因此, 其边长为火箭催化剂播撒长度L (定为5km) , 扩散系数K由雷达探测回波移动速度和催化作用时间确定, 催化时间一般为1小时。

K=V*t (5)

其中V为回波移动速度, 单位为Km/小时, t为催化作用时间。

假设回波移动方向为西北-东南, 移动速度每小时20km, 影响时间1小时, 作业点向西南方向发射一枚火箭弹, 则目标区范围为L*V*t=5*20*1=100km2。如果分别向东北和西南各发射一枚火箭弹, 则目标区范围为2L*V*t=2*5*20*1=200km2。

所有作业目标区面积之和, 即为总目标区面积 (当有多个作业点同时作业, 目标区重叠时, 重叠的部分只计算一次) 。

对比区:宝坻区内除目标区以外所有出现降水的区域, 定为对比区。

4.2 分别计算出对比区和影响区平均雨量Y和Y0

4.3 计算增雨量和增水量

例:2011年4月29日, 受高空槽影响, 我区出现降水过程, 18时47分, 霍各庄炮站进行火箭增雨作业。雷达回波显示, 系统移动方向为西北-东南, 移动速度30km/hr, 作业时向西北和东南各发射一枚火箭弹。随后曹辛庄、南仁孚、方家庄等炮站陆续实施增雨作业。1小时后区内各站降水量如表1。

4.3.1 画出目标区和对比区, 并计算目标区面积为886km2

4.3.2 第二, 计算目标区和对比区平均雨量。位于目标区内雨量站11个, 平均降水量Y为0.5mm, 对比区平均降水量Y0为0.3mm。

4.3.3 最后计算增雨量和增水量。上例中增雨量△Y=Y-Y0, 为0.2mm;增水量Q=△Y*为17.7万吨

各作业日增水量之和为全年累计增水量。

摘要：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。

关键词：人工增雨,效果评估

参考文献

[1]中国气象局科技发展司.人工影响天气培训教材[M].北京:气象出版社, 2003.

人工增雨防雹第5篇

人工增雨防雹

1 人工增雨防雹原理人工增雨就是在云中播撒人工冰核通过Bergeron过程,增加云中水汽凝结率,以增加降水,防雹就是在云中冰雹还未形成之前于强上升气流(高含水量区)的适当高度进行催化,降低雹块赖以生长的霰和冻滴向雹转化的比例而增加降雨量,以达防雹目的. 人工增雨分冷云催化(云内温度在0℃以下)和暖云催化 (云内温度在0℃以上).我国基本多是冷云催化,华南极少部分云属于暖云催化.

作者：作者单位：刊名：农技服务英文刊名：SERVES OF AGRICULTURAL TECHNOLOGY 年，卷(期)： 26(4) 分类号：关键词：

人工增雨在抗旱减灾中的重要作用第6篇

关键词人工增雨;抗旱减灾;天气;海南省三亚市

中图分类号：P481 文献标志码：B 文章编号：1673-890X（2015）27--02

随着全球气候变暖现象加剧，极端灾害性天气事件出现的频率越来越高，局部地区的干旱现象也呈现出逐渐加重的趋势。近年来，海南省三亚市的干旱现象也越来越严重，面对干旱现象加重的形式，各级政府部门对人工增雨抗旱的期望也逐渐加大[1]。随着对人工增雨作业手段不断进行改进，三亚市的人工增雨工作也取得了突飞猛进的发展，为当地的抗旱工作做出了巨大贡献，但是需要注意的是，人工增雨工作和社会的要求之间还是有很大距离存在，对人工增雨作业效果进行检验和确定，依然是各个国家中急需要解决的问题。由于各地的自然环境不尽相同，在对增雨作业的观测手段和作业方式进行选择的过程中各有不同[2]。

1 人工增雨概述

1.1 人工增雨的含义

组成云的成分是微小的冰晶或者是水滴，在空气浮力的作用下而形成了相对应的“水资源”在空中进行悬浮，如果因周围温度的变化使云的体积增大到一定程度，而空气中的浮力要远远低于“水资源”的重力时，就会形成雨滴落到地面上。而在进行人工增雨之前需要选择出有利于降水的云团，借助于飞机、高炮、火箭等相关设备发送“催化剂”到云层中，从而影响天气变化促使降雨产生。根据了解可以发现，人工增雨的主要服务对象包括以下几个方面：缓解农田、果园等的干旱问题;森林出现火灾时可以借助于人工增雨进行灭火;可以解决库区蓄水发电以及灌溉的问题;在一定程度上缓解雾霾天气带来的不利影响，起到净化空气的作用。

1.2 人工增雨的原理

人工增雨也可以称之为人工降水，是人工影响天气中常见的项目之一，由于我国水资源分布的特殊性，干旱少雨在很多地方都很常见，有时会有降水条件出现，但是在水量或者是云层的影响下，导致了雨水很难降落，此时利用人工增雨的方法就能使降雨出现。在人工增雨的实际操作中，降雨剂的种类各种各样，其中在人工增雨中使用最多的增雨剂是干冰，播撒的形式也是多种多样。

2 人工增雨的方法

2.1 暖云催化

在降雨云层中，如果云层中的温度大于0 ℃，若想有降雨效果产生，就必须确保云层中云滴的体积很大，在气流的作用下会推动云滴不断运动，在运动的过程中会有摩擦和碰撞出现，增加周围空气的温度，云滴受热迅速膨胀，当云滴的半径达到一定程度时，就会立即进行碰撞合并在一起形成更大的雨滴落到地面上，此时的降雨就形成了。

2.2 冷雨催化

在降雨云层中，如果存在有温度为0 ℃的冷云，若想确保存在降水条件，此时需要有一定量的冰晶存在，计算表明，只有冰晶浓度达到一定值时，才会有效率高的降水产生，为了更好地达到降水效果和增大降水效率，可以在有降水条件的云层上撒播结冰催化剂，提高冰晶的浓度。结冰催化剂通常用碘化银或者干冰进行替代，当催化剂的量达到规定标准时，就会出现降雨。

2.3 动力催化

在对降雨云层中的冷云进行催化的过程中，会有很多冰晶在冷云中形成，从水形成冰晶的过程中，会有很多热量被释放出来，这些释放的热量是云层运动过程中的动力所在。在释放热量的过程中，内外云层之间会有温度差出现，一旦温度差达到一定数值时就会产生浮力，推动积雨云上升。对于发展旺盛的积雨云来说，在其内部有很多过冷水滴存在，如果将催化剂播撒在这种云中，就会使过冷水滴释放出热量并迅速冻结，这些释放的热量会加大内外云层之间的温度差，从而增大浮力加大积云上升的速度，使积雨云体积增大，最后在云体内的水分增加，产生降水。

3 人工增雨作业在抗旱减灾中的应用

现阶段，人工增雨的操作技术相对成熟，在我国多个地区的抗旱减灾过程中都发挥着至关重要的作用，在很大程度上推动了当地农业生产的顺利进行。2014年5月以来，三亚市出现持续的高温天气，而且降水量极少，从1-5月三亚市总的降水量只有45.5 mm，远低于同年同期降水量273.3 mm，相比较常年偏少了83.4%，比2013年同期偏少了55.9%，比2012年同期偏少了68.8%，导致了三亚部分地区的旱情比较严重。对此，三亚市气象局在崖城镇保港村、育才农场、凤凰镇等地区共发射14枚人工增雨火箭弹，高温炙烤的三亚市迎来了久违的雨水，缓解了三亚市西部地区的旱情。

2015年6月9日17时，三亚市发布了有史以来第一次干旱橙色预警信号，由于受到尔尔尼诺现象的影响，全市面临着特重的气象干旱。2015年1月1日-6月14日，三亚市平均降水量只有90.8 mm，比历史同期偏少309.2 mm。农作物受旱面积1 568.8 hm2，其中轻旱1 100.67 hm2，重旱367.47 hm2，干枯100.67 hm2。13日20：00-15日08：00，三亚市气象局抓住越南低压槽影响，有利开展人工增雨作业的机会，通过科学指挥调度，共成功作业11次，发射火箭弹32枚，整个作业过程全市普降小到中雨，局部大雨。其中，占三亚全市原水供应量53%的赤田水库，降水量42.8 mm;赤田水库上游三道站点降水量38.6 mm;水源池水库降水量43.0 mm。这次的人工增雨在一定程度上缓解了三亚市的旱情。

4 人工增雨中的注意事项

4.1 增雨抗旱要防患未然

当真正干旱季节到来时，降水云层很少出现，就降低了人工增雨的机会，人工增雨的作用非常有限，它只是一种辅助手段，因此不能依赖于人工增雨来进行抗旱减灾。如果本地的蓄水能力比较强，水利设施较完善，可以将人工增雨的时间选择在干旱还没有出现的降水高发期，此时的效果要大于干旱发生时进行的人工增雨效果。因此，对于三亚市来说，在进行抗旱救灾的过程中不要一味的依赖于人工增雨，而是应该积极发展水利工程设施，增加三亚各地的蓄水，利用综合措施进行抗旱减灾。

4.2 人工增雨时要将安全放在首位

人工增雨是一项技术性很强的工作，为了达到增雨的效果，对于确定作业方位、选择作业云体、把握作业时机及确定作业方位都有严格的要求。另外，要确保附近群众以及空域的安全，因此，对于人工增雨作业来说要综合考虑很多因素，不能只是根据理论要求进行。在选择作业方位、作业点以及作业时机的过程中，应将安全放在首位，只有安全有了保障，才能对作业时机以及作业方位进行科学合理的选择，从而达到最大的社会效益以及经济效益。

参考文献

[1]唐熠，蒋运志，赵洁妮.桂林秋季干旱特征和人工增雨作业潜力分析[J].安徽农业科学，2010，38（3）：1317-1319.

[2]郑大玮.论科学抗旱-以2009年的抗旱保苗为例[J].灾害学，2010，25（1）：7-12.

增雨效果第7篇

干旱是昆明最主要的气象灾害, 气候干旱进一步加剧昆明水资源的短缺压力。进入21世纪, 在全球气候变化背景下, 昆明年总降水量呈减少态势, 干旱事件发生的频率和强度增加, 昆明干旱事件已由过去2~3年一遇变为1~2年一遇。2003~2010年连续8年分别发生了严重的冬春连旱、初夏干旱和盛夏干旱, 2004年遭受53年来罕见干旱, 2005年遭遇近50年来最严重干旱, 2006年遭遇20年来最严重旱情, 2007年持续春夏连旱, 2008年出现连续三个月干旱, 2009年遭遇五十年一遇旱情;2010年秋冬春初夏连旱“百年不遇”;2011年年降水量持续偏少, 许多小库塘、小水库几近干涸。

为提高昆明城市供水能力, 切实解决昆明水资源短缺的矛盾, 开辟新的水源以满足水资源的供需平衡, 实现昆明市水生态环境的可持续发展, 开展常年资源性人工增雨作业, 开发利用空中云水资源, 主动应对干旱加剧、水资源贫乏、气候变暖、降水减少等问题, 减轻水资源短缺的影响危害和损失, 弥补抗旱手段的不足和缓解水资源与用水需求的矛盾, 在一定程度上能够解决地区性水资源短缺的问题。我市在主水源区建设人工增雨基地, 开展常态化人工增雨, 开发利用空中云水资源, 增加水库蓄水、抗旱减灾、保护生态环境、减少森林火险等级, 其经济、社会和生态效益潜力巨大, 增雨效果得到了政府部门及相关单位的高度评价。

1 天气形势分析

受西南暖湿气流影响, 2012年2月29日-3月4日, 我省自西向东普降小到中雨, 局部大雨 (图1) 。全省125个国家气象站中共有112个站点出现降水, 其中过程累积降水超过20毫米的站点有48个 (表1) , 主要分布在保山、楚雄中南部、大理中南部、德宏东部、昆明中部、临沧、曲靖中部、玉溪北部;37个站点累积降水不足5毫米、13个站点无降水, 主要分布在昭通、丽江、文山、红河南部;其余地区累积降水量为5~20毫米 (图2) 。

2 昆明市人工增雨实施情况

昆明市气象部门抓住此次有利天气过程, 积极实施人工增雨作业。经统计, 全市3月1日0时57分至3月3日22时53分共实施人工增雨作业107个点次, 发射各类增雨火箭弹199枚, 燃烧增雨焰条18根 (全省部分地州作业情况见表2) , 全市普降小到中雨, 局部中到大雨, 全市151个区域气象自动站及12个国家气象站雨量统计平均值为27.9毫米, 过程累积降雨量大于50毫米的有14个站点, 其中有9个出现在作业影响区域内, 最大为自卫村水库自动站82.8毫米。

在此次作业过程中, 连续作业时间较长的作业点有:西山区妥排、三家村水库、双哨;安宁凤仪水库;盘龙区法克头、麦地冲;五华区红坡水库等。

3 人工增雨效果分析

3.1 分析方法

本文通过统计、对比作业影响区与对比区过程平均雨量、最大累积雨量, 及用弹量与影响区平均雨量作对比来评估此次增雨影响区的增雨情况, 总结影响增雨效果的因素。此次人工增雨影响区雨量点选择在作业点10公里范围内;对比区雨量点选择在距作业点10-20公里范围内。

3.2 作业影响区与对比区过程平均雨量对比分析

从总体上来看 (图3) , 此次降雨过程中作业影响区平均降雨量明显大于对比区平均降雨量。如棋盘山顶、红坡水库、妥排、三家村水库、双哨、阿底村、凤仪水库、大松树、双龙水库、飞来寺后山等增雨作业点影响区平均降雨量大体上比对比区平均降雨量高出20毫米以上, 特别是双龙水库影响区平均降雨量比对比区平均降雨量高出30.4毫米。

3.3 作业影响区与对比区过程最大累积雨量对比分析

在此次降雨过程中, 西山区的妥排、三家村水库和五华区的棋盘山顶、红坡水库等人工增雨作业点, 根据天气情况, 联合开展人工增雨作业, 3月1日凌晨3:33棋盘山顶开始开展人工增雨作业, 截止3月3日22:40, 四个人工增雨作业点连续开展人工增雨作业近69个小时, 共作业26点次, 发射增雨火箭弹54枚。长时间的联合作业, 使得这四个作业点共同影响区域内的自卫村水库累积降雨量达到82.8毫米, 为全市最大累积降雨量。通过对各个雨量点最大累积雨量进行分析得出, 各个作业点影响区内最大累积降雨量明显高于对比区最大累积降雨量 (图4) 。其中棋盘山顶和三家村作业点影响区雨量点最大累积雨量均高出对比区雨量点最大累积雨量40毫米以上。

另外, 此次降雨过程中, 柴河水库、阿乌村、小白龙等地累积雨量较小。具体分析其原因:一是此次天气过程中上述作业点处在天气条件的边缘地带, 周边的云层分布不均、云体的高度不太理想, 作业后催化剂在云体中作用有限;二是云体维持时间短, 云体移动速度较快, 连续作业时间短, 三个作业点仅仅在3月2日21:50至22:50开展人工增雨作业1小时, 共作业7点次, 发射箭弹14枚, 由于后面没有充足的水汽补充, 从而反映出这几个作业点影响区累积降雨量较小。

3.4 作业用弹量与影响区过程平均雨量对比分析

对作业影响区内各雨量点平均雨量和作业点作业次数及用弹量的关系进行分析, 各个作业点影响区域内平均雨量随着用弹量的增加, 呈曲线上升态势, 用弹量的多少与平均降雨量的大小成正相关。如妥排、红坡水库、棋盘山顶、飞来寺后山、三家村水库、河口化桃箐、麦地冲、四板桥、海尾、双龙水库法克头、双哨、纳郎等用弹量较多的作业点, 影响区内雨量点的平均降雨量均超过40毫米, 且明显高于其他雨量点。

4 结束语

通过对此次人工增雨效果的初步分析, 我们可看出, 在此次降雨过程中, 作业影响区平均降雨量明显大于对比区平均降雨量;各个作业点影响区最大累积降雨量明显高于对比区最大累计降雨量;作业次数、用弹量的多少与平均降雨量的大小成正相关。说明我市的人工增雨的效果与作业点的布设、作业条件、作业时机、连续作业时间、用弹量等密切相关。在作业条件较好的地区, 掌握时机, 进行组网联合、多角度、全方位持续作业是确保增雨取得明显实效的关键。

参考文献

[1]曾光平, 吴章云.人工增雨[M].福州:福建科学技术出版社.

[2]曾光平, 方仕珍.福建古田水库人工增雨效果多元回归分析[J].热带气象, 1986, 2 (4) :336~342.

[3]马建国, 江斌, 张中平.大别山水库蓄水型人工增雨潜力分析[J].安徽农业科技, 2012, 38 (15) , 8061~8062.

人工增雨作业技术第8篇

1999~2008年,秦皇岛市进行了多次较大范围的火箭增雨作业并取得了显著成效,受到当地政府和人民群众的欢迎和认可。现总结增雨作业工作中的一些成功经验,以期进一步促进增雨工作的开展。

1 根据气候规律进行增雨作业

1.1 分析降水日变化规律

研究表明,一次较大的天气过程,往往是由若干个中小尺度天气系统构成的,降水云团间隔几个小时或几分钟不等,而且降水规律还受日变化影响。根据降水日变化统计分析,一般主要降水集中在傍晚前后,即16~21时,其次是集中在午夜,而黎明以前又有1次小的高峰期,在上午则明显是1个降水较少的时段。但降水量大于50mm/h的强降水则明显集中在4时左右。因此,若取得增雨作业的最佳效果,不但要注意大型有利的天气形势,而且还必须密切关注中尺度天气变化,即云系演变﹑雨强变化﹑发展趋势﹑移动速度等,以及日变化规律。跟踪中尺度活动间歇,寻找火箭增雨作业的时机与大气扰动的共振点,伴随天气活动规律,采用持续﹑反复﹑跟踪的作业方案,才能取得事半功倍的成效。

1.2 实例分析

例如:2002年9月27日进行的1次水库库区火箭增雨作业,就是采取了上述方案,提前进入作业点,紧紧抓住天气过程不放,持续﹑反复跟踪作业,取得效果显著。据历年气象资料分析,秦皇岛市暴雨最晚出现在9月16日,9月下旬未出现过暴雨天气。9月下旬平均降水量仅10.6mm,最多41.2mm。9月27日的火箭增雨作业有效地影响了自然降水过程,使石河流域5个雨量点平均雨量达108.4mm。其中最大达160.2mm,而未受影响的市区降水量仅33mm。受自然降水和人工增雨的共同影响,10月8日流量达到最高洪水位52.51m,实际洪水总量803万m3,为水库增加直接经济效益260万元。基本情况分析如下。

增雨作业点设在石门寨,作业从9月27日8时40分开始,至23时10分结束。根据云层厚度和云底高度的变化,火箭发射高度角取48~55°,每次用弹量为4~7枚,分别向北北西、北、北北东、北东、东方向,每发射1枚移动1个方位。在雷达指挥下,分别在8时40分、10时10分、11时10分、22时15分、23时0分作业5次,每次作业时间为5~10min,共发射火箭弹25枚。作业时云顶高度为10~12km。高空700h Pa风向为南到东南风,风速12m/s。500h Pa风向为南风,风速18m/s。作业现场多次出现火箭发射后有雷电伴随现象,作业后现场雨势增强感觉明显。根据雨量自记分析大约10min后,雨量明显增加。

作业影响区位于平房峪、驻操营、城子峪、山神庙、石门寨5个雨量监测点内,非作业区为秦皇岛、石河水库2个雨量监测点。各雨量点过程总雨量、与作业点的距离、方位见图2。统计作业影响区(水库上游)5个水文站的逐时雨量和非影响区观测站雨量见图3。由图3可以明显见到,影响区逐时平均雨量明显多于非影响区逐时平均雨量,影响区平均雨量比非影响区增加近3成,远大于理论评估。统计表明:主要降水出现在作业后的1h内。其中驻操营1h最大达50mm,而非影响区最大仅15.4mm。实践证明,只要抓住适宜天气系统,跟踪天气变化,判断好云层的物理结构,在适当的技术条件支持下适时作业就能取得较好效果。

1.3 注意事项

抓住一次重要天气过程,伴随天气变化,采用持续、反复作业的技术线路,才能取得公认的效果与较大的经济效益和社会效益。利用该方法进行人工增雨作业,一是注意捕捉中尺度天气活动的一般规律,二是注意降水天气的日变化特征,三是应符合WB-1R火箭系统的设计功能,在每一次雨强开始或开始增大时适时进行火箭施放,进行人工晶核的催化,激发云层降水,促进雨势增强[2,3]。在下一个雨强开始时,再重复进行催化,这种类似抽陀螺的作业方式可以使局地降水越来越大,直到全过程结束。

火箭人工增雨作业是复杂的系统工程,要增大降水量决不是简单地施放几枚火箭就可以做到的,既需要一定的用弹量,也需要一定的时间保证,还要遵循天气变化规律。根据气候资料分析,每年汛期较大的降水天气过程平均为2~3次,如果考虑到预报误差,只有早做准备,明确技术线路,抓住稍纵即逝的机遇,伴随天气变化,持续﹑反复作业,在作业区形成暴雨中心,产生较大径流,才能取得实效。

火箭人工增雨作业科技含量高,是较大的系统工程。涉及气象部门方方面面,需要地方政府的各种联系与协调及较大的资金投入。因此,领导的高度重视是实现技术落实的重要保障和前提。直接进行现场作业的时间只有几天,但是这短短几天,各项工作必须及时、到位,需要打破部门、时间界限。一切服从天气变化的客观规律,不分昼夜做好多方协调配合,在每一个环节上丝丝扣紧,才能保证火箭增雨作业产生较大效益。所有这些,都必须在科学﹑权威﹑高效的指令下协调才能完成。

2 正确确定发射高度

一次成功的人工增雨作业,最关键的技术之一就是正确地把播云增雨催化剂送至云中最合适的部位,使催化剂在适宜的条件下发挥最大效率[4]。由于大气变化具有复杂性和多变性的特点,如何把催化物精确定位于一个适当的环境,是一个极其复杂而困难的系统工程。实践证明,在进行人工增雨作业前需要对天气形势的演变、云的类型、液态水的含量、气温、气流及输送机制都要有所了解,但是一般情况下作业人员或指挥作业人员都很难及时、准确地获得上述全部信息[5]。目前,虽然在人工增雨的物理机制上已经有许多共识,但每一次天气过程都是千变万化的,受到目前技术、设备等诸多因素的限制,对于地市级人影作业单位只能利用现有设备、技术力量进行实地观测、计算,并结合多年实际作业经验对作业云体的发展变化进行预测和判断,在确定作业高度时力争有一个比较清晰的思路和依据。根据试验表明,催化剂只有到达一定温度的高度层,才会产生较好的核化效应。因此,人工增雨作业时正确确定发射高度,是保证播撒增雨催化剂达到云中适当部位的关键。

2.1 碘化银成核对温度的要求

目前秦皇岛市进行人工增雨使用的催化剂绝大多数是碘化银,碘化银的作用是在适当的气温条件下产生大量凝华核,促进雨滴增大。碘化银催化增雨主要适合于冷云。有试验表明,碘化银产生凝华核的阈温为-4~-3℃。根据WR-1B型火箭设计性能、试验报告,效率较好的环境温度为-20.0~-9.5℃,不同高度角携带催化剂播撒的高度层(从起播点到最高点)可达1.2~3.7km。如果按标准大气每上升1km下降6℃计算,则播撒层内气温变化幅度为7.2~21.6℃。由于对流层气温呈垂直递减的变化规律,在考虑环境温度时,首先要注意起播点和最高点的气温,应尽可能使碘化银在适合凝华的气温范围内。假定碘化银适宜凝华核的气温为-20~-3℃,温度垂直递减率等于-6℃/km,从作业安全和作业效果两方面考虑,WR-1B型火箭发射角度应该在45~75°,多年作业经验也证明此高度角区域是适合的,并且用高炮防雹、增雨作业时也应该掌握在此区域内。有资料分析发现,催化云的温度在-20℃以下时,随着温度的降低,催化效果减少,并可能会使降水量减少。因此,对催化剂的施放高度应该予以科学的确定。

2.2 对流云增雨的高度计算

对流云是在大气层结不稳定的条件下由于对流运动形成的,雷雨云中上升速度很大,平均可达10m/s或更大[6],虽然不同的天气系统大气的热量、动量及水分交换有较大的差别,但是主要考虑气温随高度递减和上升气流的作用。在实施对流云增雨作业时可以采用如下方法估算火箭弹的发射角度。先利用凝结高度公式估算云底高度,公式采用:

式(1)中,h为凝结高度,t为地面气温,τ为地面露点温度。

由此公式就可以比较容易地求得云底高度,同时把τ近似地视为是云底温度。然后据大气直减率公式,估算拟发射高度角的起播点和最高点的气温T(z),计算公式为:

式(2)中,T为地面温度(云底温度),r为气温垂直变化直减率,z为云底高度。直减率可参照表1。

例如:某地气温15℃,取湿绝热直减率r=0.49℃,由WR-1B型火箭弹道设计标准,求出起播点的温度为:0.8℃。设空气上升速度固定为10m/s,那么大约2min即可达到碘化银需要的凝华核环境温度要求。

根据大气直减率计算公式能够比较客观地估算出火箭的适宜发射高度角,这样就可以使增雨作业更可靠。当然,用大气直减率计算的高度角,还应该结合天气实况,有条件时应注意与各标准高度层(如5 000、3 000、1 500m等)的温度值进行对比分析,选择适当的绝热直减率,这样就会使火箭发射高度角更科学、合理,大大减少作业的盲目性,增雨作业的效果也会更好。上述办法的综合利用,可以减少人工增雨作业的盲目性,不仅可以提高人工增雨效益,同时也能减少盲目作业带来的不必要的经济损失。

3 结语

降水现象是复杂的物理过程。人工增雨是在有利的环流形势下对中、小尺度天气影响的结果。这种影响与中小尺度天气的活动相偶合是增雨成功的关键条件之一,因此作业时应该充分考虑中小尺度的间歇性,伴随天气变化同步进行。

人工催化增雨技术的物理机制已经得到很多专家学者的认同。火箭、高炮增雨是利用冷云催化机制,而碘化银形成凝结核要求适当的温度环境,因此把碘化银撒播到适当气温环境是增雨成功的关键环节。在实施增雨时,对催化剂施放的高度一定要作好估算,只有这样才能达到有效增雨的目的。对流云的增雨作业,对起播点高度上的温度环境应该考虑上升气流的作用,对流云增雨起播点可适当低一些。由于对流层内气温的垂直变化较大,火箭发射高度角的选择不应该太大。因此,应该在已知的物理机制条件下进行工作,才能促进大气物理过程的改变,达到增加降水的目的。

随着人口增加,人民生活、工业、农业和其他领域对淡水需求的空前增长,很明显无论从经济、社会或环境角度来看,这一增长态势都是可持续的。污染对气候变化的潜在影响将成为21世纪的主要问题之一。秦皇岛气温变化呈现逐渐升高的趋势,降水呈现逐渐减少的趋势,气温上升、蒸发量增大、干旱少雨矛盾日渐突出。气象部门要认真抓实人工影响天气工作,开发空中水资源,做到“一年四季不放松,一次过程不放过”,春季增雨以抗旱为主要目标,夏秋季增雨以蓄水为主要目标,冬季积极进行增雪作业。实践证明:人工增雨能够提供和带来巨大的经济效益,且投入产出成倍增长,有统计表明投入产出比一般在1∶60左右。而这只是可见的短期利益,一次有效的人工增雨作业,通过增加水资源将会给未来带来巨大利益。

参考文献

[1]KITE G W.Frequency and Risk Analysis in Hydrology[M].Colorado:Water Resources Publication,1988.

[2]王宏,林长城,蔡义勇.2007年福建省人工增雨效果评价[J].福建气象,2008(1):52-55.

[3]杨旭,陈宇,方晓.人工增雨作业过程个例分析[J].安徽农业科学,2009,37(35):17812-17813.

[4]田英,吴爱萍.一次人工增雨作业效果分析[J].贵州气象,2009,33(2):35-37.

[5]宁瑞斌.聊城市春季人工增雨作业条件分析[J].河北农业科学,2009,13(2):75-76.

浅析人工增雨对农业生产作用的探讨第9篇

关键词：气象防灾减灾,人工増雨,农业

把科学运用人工影响天气,开发利用空中水资源,科学防灾减灾,增加农民收入,提高服务功能为突破口,积极开展就“人工影响天气,气象防灾减灾服务机制,更好服务于农业,提供了气象保障作用。

1 天空状况

云的降水机制:云是空气垂直运动的结果,随着空气的上升,地面的水汽也被夹带着一起上升,在这个过程中,一部分水汽蒸发掉,一部分则升人云中,会冷却而凝结,成为云中水汽的一部分。高空的云是否下雨,不仅仅取决于云中水汽的含量,同时还决定于云中供水汽凝结的凝结核的多少。即使云中水汽含量特别大,若没有或仅有少量的凝结核,水汽是不会充分凝结的,也不能充分地下降。即使有的小水滴能够下降,也终会因太少太小,而在降落过程中中途蒸发。基于这一点,人们就想出了一个办法,即根据云的情况(性质、高度、厚度、浓度、范围等),分别向云体播撒致冷剂(如干冰、丙烷等)、结晶剂(如碘化银、碘化铅、间苯三酚等)、吸湿剂(食盐、尿素、氯化钙)和水雾等,以改变云滴的大小,分布和性质,干扰中气流,改变浮力平衡,加速其生长程,达到降水之目的。

高空的云有暖型云(云内温度在0℃以上)和冷型云(云内温度在0℃以下)。对冷型云的人工增雨,常常是播撒致冷剂和结晶剂,增加云中冰晶浓度,以弥补云中凝结核的不足,达到降雨的目的,对暖型云的人工增雨,则通常是向云中播撒吸湿剂和水雾,加强云中碰并,促使云滴增大。

人工增雨最理想的天气是,作业区上空有水汽含量较丰富的积状云,且云层较厚,云顶高度在6 100m~12 200m之间,地面有小于10km/h的微风。

2 人工增雨作业的形式

飞机、高炮和火箭是把催化剂播撒到云中的通用作业工具。目前,进行人工增雨作业的方式主要有3种:一是飞机增雨作业,即利用飞机携带催化剂入云进行催化,比较适合对稳定的层状云系进行催化作业,优点是机动灵活、催化范围广;二是以高炮和火箭为主的地面催化作业,比较适合对对流云催化,缺点是灵活性差,只适合固定目标区作业;三是地面Agl燃烧炉催化作业。通过在地面燃烧碘化银产生带有微小颗粒的浓烟,随风向空中扩散,对云进行催化,从而增加降水,适合高山作业。

3 不同的云不同的区域、不同的目的,用不同的作业方法

当空中的云不能有足够的降水时,用飞机、火箭弹等工具,把干冰、食盐或氯化钙、碘化银等撒播到云中,就可以人工增雨。干冰等冷却剂,使云内温度显著下降,使细小的水滴冰晶迅速增多加大,迫使它下降形成降水;食盐等吸湿性强的凝结剂,使云滴增大为雨滴降落下来;碘化银等结晶剂,能产生大量的人工冰核,这些人工冰核在适宜的条件下,可参与云中的降水微物理过程,使更多的水汽和云滴转化为降水。还有利用土炮、火箭向云层轰击产生强大的冲击波,使云滴与云滴发生碰撞,合并增大成雨滴降落下来。

4 人工影响天气(増雨)作业的效果

大力开发利用空中水资源,通过人工增雨的办法,把空中水引下来,补充地下水,是为农业防灾减灾、缓解水资源不足、保护生态环境的重要措施之一。根据国内外大量人工增雨外场科学试验长期统计结果表明,正确运用人工催化技术,可增加的降水量一般为自然降雨量的6%~25%。据我国专家分析,我国北方空中水资源还是较丰富的。但是,每年落到地面的降水量仅是空中水资源总量的10%左右,开发利用空中水资源的潜力很大。若在每次降雨过程中,只要科学地组织好人工增雨,一般能增加15%~20%左右的降雨量,甚至有时增雨效率可达30%~50%。如果我们按增雨10%计算,全年至少增加雨量60mm,在一定程度上可缓解水资源短缺的现状。开发利用空中水资源,有效增加有效降水15%左右,为抗旱、农业增产、水库蓄水、缓解水资源、生态环境建设等为目的的人工影响天气作业发挥积极作用。重点开展农业气候资源开发利用,加大对林业、水产养殖、生态旅游以及粮食仓储等气象服务力度。由于每年增雨及时,小麦增收,秋季作物也获得大面积增产,经济效益明显。以抗旱减灾、水库蓄水、森林火灾扑救、生态环境保护等为目的的人工影响天气作业,效果明显。

5 人工增雨的作用

人工增雨使用的催化剂碘化银颗粒催化后将伴随降水沉降至地面或只有少量存留于大气,对碘化银含量的检测结果显示,远远低于0.05g/L的国家标准。多年监测表明,各种方式的人工影响天气作业对环境和人类健康没有产生任何负面影响,而人工影响天气作为气象防灾减灾、趋利避害的手段之一,其在农业抗旱减灾、缓解水资源短缺、改善生态环境以及重大活动气象保障服务等方面都起到了重要的作用得到应有的肯定。

6 结论

增雨效果第10篇

朝阳市人工影响天气工作起步较早, 1959年开始使用土火箭、高射炮进行人工防雹和增雨作业。1990年, 市政府决定租用飞机实施人工增雨作业。从2002年开始, 在省、市政府的支持下, 加大地面增雨能力建设力度, 先后配备了19套车载火箭增雨装置, 地面作业装备和能力得到加强, 开辟了在不稳定天气条件下机动、高效的增雨作业。

1 朝阳地区地面火箭增雨点建设

1.1 必要性

一是朝阳地区地域广阔, 交通相对落后。由于受到火箭发射系统移动速度和降水云系移动速度的影响, 一套移动火箭发射系统在每次降水过程中最多只能进行2~3次换位作业, 每次作业的影响区域约为300 km2。移动火箭发射系统作业影响范围有限, 很难在全区范围内进行高效的人工增雨作业, 不能满足当前朝阳地区人工增雨的需求。二是朝阳地区大部分的降水天气过程是由西北向东南或西南向东北发生、发展并逐步加强, 并且降水分布极不均匀, 经常发生局地降水天气过程。在建设火箭增雨作业点的布局时必须作为重点考虑。

1.2 布设原则

一是距离航线两侧17 km之内不能布设对空发射装置。二是在适合增雨作业的天气系统上游布设。三是每个增雨火箭发射装置影响面积约300 km2 (由于村镇居民居住区密集, 固定增雨火箭发射作业点一般只能在1~2个方位作业) 。四是在距离县 (市) 城区较远处布设, 较近处可用流动增雨火箭车作业。五是地面火箭增雨作业地点的布设, 必须严格遵守《中华人民共和国防空法》《中华人民共和国飞行基本规则》有关规定, 标明作业地的地名、地址、经纬度、统一编号等, 并经辽宁省气象局会同空域管制部门审查批准后方可使用。六是地面火箭增雨作业地点周围视野开阔, 视角≥45°, 射击点远离居民区500 m以上, 弹头落点应避开城镇、厂矿和人口集中地区。应绘制火箭最大射程弹着点范围内城镇、村落、工矿企业等人口较集中地点的坐标示意图[2,3]。

1.3 作业点选址及数量

按照朝阳地区面积、人工增雨火箭发射作业影响面积及人工增雨作业空域管理有关规定及要求, 朝阳市全区共布设41个地面火箭点。根据朝阳地区天气系统发生、发展特点及以固定火箭作业点为主、以移动火箭作业为补充的原则, 全区布设的固定火箭增雨作业点具体如表1所示。

1.4 基础设施要求

一是火箭发射装置库。规格:发射装置库为1间平房, 建筑面积5 m×4 m, 高3 m。二是固定火箭增雨作业点加设围墙, 建成独立场院, 围墙安装铁丝网, 院内红砖铺设路面, 铁院门确保安全。规格:场地为25 m×15 m, 墙高2 m。三是增雨火箭发射场地面硬化。规格:半径3 m, 硬化地面厚度大于25 cm。四是固定火箭增雨作业点院内红砖铺路面。规格为200 m2。

1.5 其他设施配备

每个增雨作业分队配备WR-98火箭发射装置1套;每个固定火箭增雨作业点配备手机1部;在实施固定火箭增雨作业的县 (市) 区配备运送火箭弹车1台;为进一步加强管理, 确保火箭发射装置及作业安全, 在每个固定增雨火箭作业点安装1套监控设备, 并将作业现场情况实时上传到朝阳市、县人工影响天气指挥中心[4]。

1.6 作业人员配备

各县 (市) 区设增雨作业支队, 支队长由县 (市) 区气象局负责人影工作的副局长兼任;每个固定火箭增雨作业点设1个分队, 由1名分队长及2名火箭增雨作业队员组成, 分队长由该乡镇武装部负责人担任, 成员由相关人员组成;火箭增雨作业人员必须责任心强、技术熟练、严格执行人工影响天气有关法规和规范, 服从命令、听从指辉、确保安全;火箭增雨作业人员为男性, 年龄一般为20~45周岁, 高中以上文化程度;火箭增雨作业人员名单由所在地气象主管机构抄送当地公安机关备案;为火箭增雨作业人员办理人身意外伤害保险;为火箭增雨作业人员配备劳动保护服装、安全头盔;火箭增雨作业人员享有增雨作业补助, 按年度发放。

2 固定火箭增雨作业程序

2.1 作业公告

各级气象部门在每年实施人工增雨作业前, 要利用各种媒体向作业影响区进行人工影响天气作业公告, 并通知当地公安机关做好安全保卫工作。

2.2 作业前准备

一是根据省、市、县气象台站发布的天气预报及省、市人工影响天气办公室工作要求, 当适合人工增雨作业的天气过程将影响本地区时, 各县 (市) 区人工影响天气办公室负责人负责通知相应固定火箭增雨作业分队队长, 队员各就各位。作业人员要坚守岗位, 密切注视天气变化。二是各县 (市) 区人工影响天气办公室根据降水预报意见, 在降水天气未出现前用专用车辆将火箭弹、火箭发射控制器运送到各固定火箭增雨作业分队。运输时, 必须在当地公安机关申请领取《民用爆炸物品运输许可证》, 凭证运输。运输火箭弹必须有专人押运, 押运人员必须具备资质。在运输过程当中, 押运人员不得与运输车辆分离[5]。三是作业人员对火箭发射装置进行认真检查, 确保作业工具处于完好状态。火箭操作人员就地待命。

2.3 空域请示及增雨作业

当适合人工增雨作业天气过程出现后, 县 (市) 区人工影响天气办公室根据朝阳新一代天气雷达降水回波及当地降水实际情况, 向市人工影响天气办公室提出增雨作业空域申请。如批复可以作业, 增雨作业分队应严格按照批准的空城范围、时间、高度、射向作业;如批复不能作业, 则继续等待批复同意。需改变作业内容时, 必须重新申请, 经批复后方可实施。作业结束后, 要统计故障弹、剩余弹, 立即向所在县 (市) 区和市人工影响天气办公室上报作业情况;对火箭发射架进行维护、保养, 并存放于库房中。各县 (市) 区人工影响天气办公室负责收缴剩余火箭弹、火箭发射控制器, 分专人、专库封存。建立作业档案, 规范填写火箭增雨作业日志。

3 火箭增雨作业安全管理

为确保火箭增雨作业安全有效进行, 必须建立健全各项安全管理制度, 严格管理, 统一指挥, 实行准军事化管理, 令行禁止。

3.1 严格执行火箭增雨作业制度及作业规程

建立健全并严格执行火箭增雨作业制度、安全制度。绘制作业点射界图, 并张贴挂墙。作业指挥人员和作业人员应遵守作业规程和业务规范, 按照作业装备的使用方法和程序进行操作、排除故障, 禁止违规操作。

3.2 严格执行持证上岗及年检考核制度

根据《辽宁省人工影响天气作业资质审批办法》, 每个固定火箭增雨作业分队作业人员须持有经辽宁省气象局核发的《辽宁省人工影响天气作业资质证书》, 并定期对取得作业资格的单位进行审验。火箭增雨业人员考核每年进行1次, 经考核后获得上岗资格证书及年度注册, 方能上岗作业。禁止无上岗证和未经过上岗证年度注册的人员上岗作业。

3.3 严格执行火箭发射装置年检制度

固定增雨火箭发射装置必须按照辽宁省气象局有关规定进行年检, 并经省气象局核准。未经核准的不得在作业中使用。

3.4 作业装备管理

作业装备必须有专人看管、专人负责, 有看管工作制度。看管人员名单上报市、县人工影响天气办公室备案。

3.5 加强安全检查指导

各县 (市) 区人工影响天气办公室必须经常组织对各固定火箭增雨作业分队安全工作进行检查。对检查中发现的问题, 应以书面形式责令限期整改。

4 地面火箭增雨作业实况

2011年底, 朝阳市固定火箭增雨作业点建设完成, 全部具备增雨作业能力。截至2014年10月31日, 全地区地面火箭增雨点共作业123日次, 全市41个固定火箭点共发射火箭弹4 600余枚, 在全市人工增雨工作中发挥了重要作用, 增雨效果显著, 全市累计增加降水21.2亿m3, 为防御旱灾、农业增收以及改善朝阳生态环境做出了巨大贡献。

摘要：根据朝阳地区丘陵山区特点, 以及朝阳地区天气系统发生、发展的规律, 结合地面火箭人工增雨机理, 对朝阳地区开展地面火箭人工增雨作业进行探讨, 以最大程度地开发云中水资源, 降低或避免旱灾对朝阳地区地方经济特别是农业生产造成的损失。

关键词：固定火箭,人工增雨,作业布局,云水资源,辽宁朝阳

参考文献

[1]曾光平, 郑行照.非随机化人工降雨试验效果评价方法研究[J].大气科学, 1994 (2) :33-242.

[2]袁爱萍.美国人工降雨模拟设备的引进与应用[J].北京水利, 2004 (6) :36-37.

[3]迟亚楠, 吴虹.人工降雨生态化:生态文明建设的新课题[J].世纪桥, 2013 (15) :95-96.

[4]周中, 傅鹤林, 刘宝琛, 等.土石混合体边坡人工降雨模拟试验研究[J].岩土力学, 2007 (7) :1391-1396.

RYJ—1型增雨烟炉完善的建议第11篇

1 RYJ-1型增雨烟炉特点及功能

地面烟炉增雨, 是安装在一定海拔高度迎风坡, 利用上升气流将催化剂带入云中, 达到增雨效果。RYJ-1型增雨烟炉外形仿欧式尖顶建筑设计, 该产品由太阳能供电, 用手机、计算机等实施遥控作业 (信号覆盖区域) , 其控制距离不受限制, 即将烟炉布置在气候条件适宜的任何位置, 实现烟管的远程遥控检测和点燃。设备布点、作业时间、设备功能均根据气象信息进行选择和设置, 实现科学作业, 达到适时有效增雨 (雪) 目的。

1.1 不受空域限制

该系统只向空中施放催化剂, 对空中飞行物不构成任何危险, 无需申请空域, 可选择最佳时机作业, 以取得较好的催化效果。

1.2 适用性强

手机信号覆盖区域可集中使用中心计算机或手机用短信实施作业, 作业点附近有管护人员的, 可委托其使用手持遥控器实施作业, 无居民、无手机信号的区域, 可使用北斗卫星通信系统实施作业。

1.3 装填方式科学合理

开门后可在前面板直接填烟管, 无需将手伸入炉腔内。关门后, 门上触头与烟管上的导电铜片能可靠接触。无需作业人员接线, 具有装填过程干净、便捷、劳动强度小、工作环境卫生等诸多优点。

1.4 防盗报警功能完备

该系统配有短信和近距离警笛式两套报警装置, 还可选配图像监控传输系统。

2 工作原理

作业人员可使用中心计算机或手机采用无线通讯方式, 按操作方法远程获取终端站点信息, 设定烟管点火时间、点火数量, 使烟管在选定时间正常点火, 燃烧催化剂, 通过烟炉将催化焰剂释放于空中, 并在上升气流的作用下抬升到云中, 达到增雨 (雪) 功效。

3 系统组成

本系统由烟管、烟炉、点火控制系统及供电系统组成。点火控制系统包括点火控制器、蓄电池内置电池、无线通讯模块、太阳能充放电控制、防盗报警系统等组成。