黃山等

摘要 從增雨作業(yè)前期需水情況、天氣形勢、數(shù)值模擬、作業(yè)條件及航線設(shè)計、增雨作業(yè)情況、作業(yè)效果等方面對2013年4月28日甘肅省開展的一次飛機人工增雨作業(yè)過程進行了分析，結(jié)果表明，增雨作業(yè)效果明顯，增雨作業(yè)區(qū)域普降中到大雨，有效地緩解了旱情。

關(guān)鍵詞 人工增雨；航線設(shè)計；作業(yè)效果；甘肅?。?013年春季

中圖分類號 P482 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2015）01-0220-03

Abstract An artificial precipitation enhancement process on April 28，2013 in Gansu Province was analyzed from several aspects，including water requirement situation，weather situation，numerical simulation，operating conditions，design of airline，status and effects of precipitation enhancement operation.Results showed that this precipitation enhancement operation achieved a very good effect，there′re heavy rainfall in operating area，and this precipitation enhancement operation alleviated the drought effectively.

Key words artificial precipitation enhancement；airline design；operation effect；Gansu Province；Spring of 2013

甘肅省是我國干旱、半干旱農(nóng)業(yè)區(qū)和荒漠化嚴(yán)重地區(qū)之一，也是黃河、長江上游的重要水源補給區(qū)，在國家生態(tài)文明、保護生態(tài)環(huán)境建設(shè)中具有戰(zhàn)略性、全局性和典型性、示范性。在全球氣候變暖及“十年九旱”的背景下，甘肅省生態(tài)治理涉及面廣，恢復(fù)周期長，治理難度大。

甘肅省是全國水資源比較匱乏的地區(qū)之一，干旱問題尤其嚴(yán)重，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活用水短缺，直接影響經(jīng)濟持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，因此迫切需要利用飛機人工增雨技術(shù)提高云水資源降水率、緩解水資源短缺、改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件、緩解城市供水困難、降低森林草原火險等級、增強生態(tài)自然恢復(fù)能力，保障國家生態(tài)屏障建設(shè)和經(jīng)濟社會發(fā)展。

本文分析了2013年4月28日甘肅省的一次人工增雨過程，對當(dāng)?shù)氐男杷闆r、天氣形勢、降水預(yù)報、增雨條件、航線設(shè)計、實時指揮和作業(yè)效果等進行了討論，旨在為以后本地的人工增雨工作提供依據(jù)。

1 需水情況分析

全國干旱綜合監(jiān)測情況如圖1所示，2013年4月27日在甘肅省中部及河?xùn)|地區(qū)存在較為嚴(yán)重的旱情，其中甘肅省中部地區(qū)存在特旱的極端天氣，甘肅省大部地區(qū)急需一場降水來緩解旱情。

2 天氣形勢分析

2013年4月28日8：00 500 hPa（圖2a）上，河?xùn)|大部分地方處在高原槽前西南氣流中，濕度較大，700 hPa上河西偏東風(fēng)風(fēng)速較大。預(yù)計未來24 h，高原短波槽東移，槽前西南氣流發(fā)展加強，甘肅省武威以東有一次較明顯降水過程。700 hPa（圖2b）上偏東風(fēng)與東南風(fēng)的輻合區(qū)位于甘肅省南部偏南地方，且前期氣溫較高，冷空氣的入侵有利觸發(fā)對流不穩(wěn)定，上述地區(qū)局部可達(dá)中到大雨。另外，北部冷高壓東移，同時南疆熱低壓發(fā)展，氣壓梯度增大，河西有5～6級偏東風(fēng)，局部地方有沙塵。4月30日，甘肅省大部為西北氣流控制，高原仍有小波動?xùn)|移，偏南地方有降水。

3 降水預(yù)報

3.1 蘭州中心氣象臺預(yù)報

2013年4月28日白天至夜間，甘南、臨夏、定西、隴南、天水、平?jīng)龅戎菔卸嘣妻D(zhuǎn)陰有小雨，部分地方有中到大雨；武威、蘭州、白銀、慶陽等市多云轉(zhuǎn)陰，部分地方有小雨或陣雨；省內(nèi)其余地方多云，有5～6級偏東風(fēng)，局部地方有沙塵。4月29日白天至夜間，甘南、臨夏、定西、隴南、天水、平?jīng)龅戎菔嘘幱行∮昊蜿囉贽D(zhuǎn)多云；河西5個市有4～5級偏東風(fēng)，局部地方有沙塵；省內(nèi)其余地方多云。4月30日白天至夜間，臨夏、甘南、定西、隴南等州市多云間陰，部分地方有小雨或陣雨；河西5個市多云或晴，祁連山區(qū)東部陰有小雨或陣雨；省內(nèi)其余地方晴或多云。

3.2 數(shù)值模式預(yù)報

對各種數(shù)值預(yù)報模式進行分析，由圖3a可以看出，2013年4月28日在甘肅省中部及南部有降水，降雨量級為中雨；由圖3b可以看出，28日在甘肅省中南部有降水，降雨量級為中雨；圖3c可以看出，28日在甘肅省中南部有降水，降雨量級為小到中雨；由圖3d可以看出，甘肅省中部及南部，河?xùn)|地區(qū)有降水，中部為小到中雨，南部及河?xùn)|地區(qū)有中到大雨；由圖3e可以看出，甘肅省南部及河?xùn)|地區(qū)有降水，降雨量級為中到大雨。

綜合來看，多個模式對甘肅省這次的大范圍降水過程預(yù)報較為一致，由數(shù)值模式預(yù)報得出結(jié)論，甘肅省28日前后在武威以東地區(qū)有中到大雨出現(xiàn)，且該次過程范圍較大，持續(xù)時間較長，有很大的增雨潛力，適合開展飛機人工增雨作業(yè)。

4 作業(yè)條件及增雨實況

4.1 增雨航線

T-Td（溫度露點差）是開展飛機人工增雨的一個重要指標(biāo)，其值越小，表明相對濕度越大，水汽含量越接近飽和，即越適合開展人工增雨，T-Td≤4 ℃為濕區(qū)[1]；由T-Td的分布（圖4）來看，甘肅省西南部及河?xùn)|地區(qū)非常適合開展飛機人工增雨作業(yè)。根據(jù)對目前人工增雨催化劑碘化銀的檢測結(jié)果，碘化銀適宜播撒的溫度范圍為-15～-5 ℃[2-3]，并根據(jù)500 hPa所對應(yīng)的高度，本次飛機增雨設(shè)計的航線飛行高度為4 500～5 500 m。

由2013年4月28日12：00衛(wèi)星云圖及蘭州地區(qū)雷達(dá)回波（圖5），可以看出本次天氣過程為典型層狀云降水過程?？紤]到空域因素，同時結(jié)合蘭州中心氣象臺預(yù)報及數(shù)值模式預(yù)報，為了使增雨效果達(dá)到最好，省人影辦經(jīng)過多方面考慮設(shè)計本次飛機人工增雨飛行航線為中川—臨夏—隴西—天水—會寧—中川（圖6），并向蘭空申報了13：00開始的增雨飛行計劃。

4.2 實時指揮

在人工影響天氣領(lǐng)域中，云中的液態(tài)水含量在一定程度上表征過冷水的含量，而過冷水含量是衡量區(qū)域人工增雨潛力和評估增雨作業(yè)條件的重要指標(biāo)之一[4-5]。省人影辦通過對實況衛(wèi)星云圖變化及雷達(dá)回波變化的監(jiān)測，經(jīng)GPS通訊系統(tǒng)始終與增雨飛機保持聯(lián)絡(luò)，密切關(guān)注天氣變化，并及時修正作業(yè)方案，保證了增雨飛機在上空存在過冷水的地區(qū)實施播撒，提高了飛機人工增雨的科學(xué)性和有效性。本次增雨飛行作業(yè)時間為12：55—17：30，作業(yè)航線（區(qū)域）為中川—臨夏—隴西—天水—會寧—中川，作業(yè)面積77 099 km2，碘化銀用量為1 250 g，液氮用量為180 L。

5 作業(yè)效果

從2013年4月29日8：00 24 h降水實況（圖7）可以看出，在增雨飛行區(qū)域普降中到大雨，實際降雨量均大于預(yù)報量（蘭州中心氣象臺預(yù)報大部分地區(qū)為小雨），因此這次飛機人工增雨的效果十分顯著。

從2013年5月1日全國干旱綜合監(jiān)測情況（圖8）與2013年4月27日全國干旱綜合監(jiān)測情況（圖1）的對比來看，甘肅地區(qū)的旱情得到了有效緩解，甘肅大部地區(qū)經(jīng)一場大范圍降水過程后特旱區(qū)消失，大部地區(qū)轉(zhuǎn)為輕旱，這也從側(cè)面說明了本次飛機人工增雨的效果。

6 結(jié)語

甘肅地區(qū)的水資源匱乏，因此作為人影工作者，應(yīng)當(dāng)抓住一切有利實際開展人工增雨作業(yè)，有效利用每一次天氣過程?？茖W(xué)地對每一次降水過程作全面的前期分析是十分有必要的，在前期合理地規(guī)劃作業(yè)區(qū)域、作業(yè)范圍、作業(yè)高度，制訂詳細(xì)的作業(yè)方案，這樣就能使飛機人工增雨更加高效。在增雨作業(yè)后，及時總結(jié)每次作業(yè)的經(jīng)驗，盡快建立適合本地的人工增雨模型，這樣就能為未來的人工增雨工作提供經(jīng)驗和借鑒。

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