楊慧玲 孫 躍 肖 輝 曹亞楠 馮 亮 馮 強(qiáng) 舒未希 朱明佳

1)(中國科學(xué)院大氣物理研究所云降水物理與強(qiáng)風(fēng)暴重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京 100029) 2)(中國科學(xué)院大學(xué)地球與行星科學(xué)學(xué)院, 北京 100049) 3)(安徽省人工影響天氣辦公室, 合肥 230061) 4)(中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院, 北京 100094)

引 言

目前,我國人工影響天氣主要包括人工增(減)雨、人工增雪、人工防雹和人工消霧等,以火箭、高炮和飛機(jī)為主要作業(yè)工具[1-3]。然而,由于空域管制、人工影響天氣炮彈火箭儲(chǔ)運(yùn)、作業(yè)安全防范等多方面影響,傳統(tǒng)作業(yè)方法的作業(yè)時(shí)機(jī)和作用范圍均受到很大制約[4]。新型燃?xì)馀谑且环N綜合運(yùn)用沖擊波、聲波和催化劑對(duì)局部天氣干擾和催化影響的新型作業(yè)裝備[5]。燃?xì)馀趯⑷細(xì)夂蛪嚎s空氣按照一定比例充入爆燃罐內(nèi),罐內(nèi)混合氣體被點(diǎn)燃后爆炸過程產(chǎn)生的強(qiáng)烈沖擊波和聲波引起燃?xì)馀谏峡諝饬鞯臄_動(dòng),影響大氣動(dòng)力和云雨粒子運(yùn)動(dòng)和碰并等物理過程,同時(shí),燃?xì)馀诎l(fā)射產(chǎn)生的強(qiáng)烈氣流攜帶燃燒中的暖云催化劑或者冷云催化劑進(jìn)入空中,影響上空水汽凝結(jié)、核化等云微物理過程,最終達(dá)到人工增(減)雨、人工增雪、人工消霧和人工防雹等目的。鑒于燃?xì)馀谧鳂I(yè)不會(huì)對(duì)航空器飛行安全造成影響,不需要申請(qǐng)作業(yè)空域,因此近年在我國安徽省壽縣、內(nèi)蒙古自治區(qū)興安盟、山西省臨汾市、貴州省貴陽市等地已經(jīng)相繼開展了燃?xì)馀谌斯び绊懱鞖庾鳂I(yè)應(yīng)用。然而,作為一種人工增雨作業(yè)的新技術(shù)設(shè)備,燃?xì)馀谶€處于應(yīng)用探索階段,需要更多的野外試驗(yàn)以評(píng)估其增雨效果[6]。

燃?xì)馀谧鳂I(yè)產(chǎn)生的強(qiáng)烈沖擊波和強(qiáng)聲波可能激發(fā)云內(nèi)水凝物的運(yùn)動(dòng)、碰并和增長,影響水凝物粒子的濃度、粒徑和形態(tài)等參數(shù)變化,誘發(fā)云中雨滴或冰晶短時(shí)間內(nèi)急劇增多,促進(jìn)降水發(fā)生[7-8]。但燃?xì)馀诎l(fā)射時(shí)產(chǎn)生具有強(qiáng)大沖擊力的熱氣流也可能導(dǎo)致云霧消散,具體效果取決于燃?xì)馀诎l(fā)射時(shí)目標(biāo)云體高度、流場(chǎng)和微物理場(chǎng)等因素。因此,需要對(duì)燃?xì)馀谧鳂I(yè)的人工增雨效果進(jìn)行客觀、科學(xué)的定量評(píng)估[9-10]。目前,人工增雨效果的檢驗(yàn)方法主要包括數(shù)值模擬檢驗(yàn)、統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)和物理檢驗(yàn)[11-13]。數(shù)值模擬檢驗(yàn)根據(jù)云和降水的宏微觀物理過程,模擬自然云和催化云的云和降水形成物理過程,分析人工影響天氣的作業(yè)效果[14]。統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)以數(shù)理統(tǒng)計(jì)為基礎(chǔ),在一定顯著性水平上得到定量的人工影響天氣作業(yè)效果,評(píng)價(jià)作業(yè)有效性[15]。國內(nèi)外學(xué)者利用統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)方法開展了大量的工作,如區(qū)域?qū)Ρ仍囼?yàn)、歷史回歸試驗(yàn)、區(qū)域控制法、協(xié)變量統(tǒng)計(jì)分析方法和聚類分析方法等[15-18]。物理檢驗(yàn)包括云體宏微觀結(jié)構(gòu)觀測(cè)和催化劑示蹤觀測(cè)等,其中雷達(dá)、衛(wèi)星等遙感探測(cè)技術(shù)以及飛機(jī)穿云觀測(cè)技術(shù)在物理檢驗(yàn)中有重要的應(yīng)用潛力[19-20]。

近30年多普勒天氣雷達(dá)技術(shù)水平不斷發(fā)展,可以更多地了解云和降水的宏觀特征,但仍然缺乏云微物理特征的探測(cè)手段[20-21]。隨著雙偏振多普勒天氣雷達(dá)的發(fā)展和應(yīng)用,偏振參量對(duì)探測(cè)云微物理變化特征和分析降水形成過程具有重要的應(yīng)用潛力[22-26]。在人工影響天氣作業(yè)過程中,分析雙偏振多普勒天氣雷達(dá)參數(shù)(水平反射率因子(ZH)、差分反射率(ZDR)、共極化相關(guān)系數(shù)(ρhv)、多普勒徑向速度(VR)及速度譜寬(SW)等)[23,27-35]有助于分析人工影響天氣的作業(yè)效果。

目前,國內(nèi)利用燃?xì)馀陂_展人工影響天氣作業(yè)尚處于探索階段,利用雙偏振多普勒天氣雷達(dá)、地面雨量和ERA5再分析數(shù)據(jù)綜合評(píng)估燃?xì)馀谌斯ぷ鳂I(yè)效果的研究鮮見報(bào)道。鑒于此,本文以安徽省81次燃?xì)馀谧鳂I(yè)個(gè)例為基礎(chǔ),利用多源觀測(cè)數(shù)據(jù),從多角度綜合研究和評(píng)估燃?xì)馀陂_展人工增雨作業(yè)的效果,研究結(jié)果有望為進(jìn)步分析燃?xì)馀趯?duì)云微物理過程和降水人工影響的作業(yè)效應(yīng)提供重要參考。

1 數(shù)據(jù)與分析

1.1 燃?xì)馀诤喗?/h3>

2021—2023年安徽省人工增雨作業(yè)中使用了3種類型燃?xì)馀?第1種是中國華云氣象科技集團(tuán)公司生產(chǎn)的HY-R型燃?xì)馀?第2種為北京厚力德儀器設(shè)備有限公司生產(chǎn)的ZBZ-PR型聚能燃?xì)馀?第3種是華云普達(dá)(北京)科技有限公司生產(chǎn)的HY-R移動(dòng)旋轉(zhuǎn)型增雨防雹燃?xì)馀?第2代)。

3種燃?xì)馀诰砸夯瘹夂涂諝鉃槟茉?依靠沖擊波向高空播撒AgI冷云催化劑或者暖云催化劑進(jìn)行作業(yè),具有安全性高、環(huán)保、不需要申請(qǐng)空域、作業(yè)成本極低、操作簡易的特點(diǎn)。其中,中國華云氣象科技集團(tuán)公司生產(chǎn)的HY-R型燃?xì)馀谶b控距離為1000 m,炮口流速為240 m·s-1,炮轟間隔6～10 s可調(diào),可連續(xù)工作3 h。華云普達(dá)(北京)科技有限公司生產(chǎn)的HY-R移動(dòng)旋轉(zhuǎn)型增雨防雹燃?xì)馀?第2代)是第1代燃?xì)馀诘纳?jí)產(chǎn)品,采用移動(dòng)旋轉(zhuǎn)設(shè)計(jì),具備定向(偏離天頂-30°～30°)發(fā)射及轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)射功能,水平作用范圍更大。北京厚力德儀器設(shè)備有限公司生產(chǎn)的ZBZ-PR型聚能燃?xì)馀谶b控距離為1000 m,炮口流速為986 m·s-1,定向發(fā)射角范圍(偏離天頂)為-30°～30°,炮轟間隔5～10 s可調(diào),可連續(xù)工作3 h以上。與HY-R型燃?xì)馀谙啾?ZBZ-PR型聚能燃?xì)馀谂诳诹魉俑?沖擊力更強(qiáng),預(yù)期作用距離更遠(yuǎn)。不同類型燃?xì)馀谛阅軐?duì)于作業(yè)效果評(píng)估的影響目前尚不清楚。

1.2 數(shù)據(jù)及研究區(qū)域

本研究使用歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心ERA5再分析數(shù)據(jù)、S波段雙偏振多普勒天氣雷達(dá)數(shù)據(jù)以及地面小時(shí)降水?dāng)?shù)據(jù)等多源觀測(cè)數(shù)據(jù)。研究使用位于安徽省合肥、阜陽和銅陵的CINRAD-SA型雙偏振多普勒業(yè)務(wù)天氣雷達(dá)數(shù)據(jù)。雷達(dá)采用機(jī)械掃描控制,每6 min完成1次9個(gè)仰角的體掃。使用的雷達(dá)記錄變量包括水平反射率因子(ZH,單位:dBZ)、差分反射率(ZDR,單位:dB)、共極化相關(guān)系數(shù)(ρhv,量綱為1)、多普勒徑向速度(VR,單位:m·s-1)和速度譜寬(SW,單位:m·s-1)。選取作業(yè)區(qū)域附近6個(gè)經(jīng)(緯)度范圍內(nèi)共7477個(gè)自動(dòng)雨量站的小時(shí)降水量,并利用ERA5再分析數(shù)據(jù)(水平分辨率為0.25°×0.25°)的風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)建立作業(yè)影響區(qū)及對(duì)比區(qū)。分析2021年11月20日—2023年5月17日81次燃?xì)馀谧鳂I(yè)個(gè)例,其中,作業(yè)時(shí)間最短為10 min,最長為2 h。燃?xì)馀谧鳂I(yè)涉及安徽省亳州、阜陽、合肥和馬鞍山。作業(yè)站點(diǎn)分別為亳州市譙城區(qū)亳蕪園區(qū)、亳州市利辛縣氣象局、亳州市利辛縣馬店孜鎮(zhèn)濕地公園、亳州市利辛縣永興鎮(zhèn)空氣炮點(diǎn)、阜陽市潁泉區(qū)茨河鋪、阜陽市臨泉縣邢塘街道、阜陽市潁上縣慎城鎮(zhèn)、阜陽市潁上縣十八里鋪鄉(xiāng)、合肥市肥西縣花崗鎮(zhèn)、馬鞍山市和縣夾山關(guān)水庫作業(yè)點(diǎn)、馬鞍山市含山縣昭關(guān)水庫和馬鞍山市博望區(qū)野風(fēng)港空氣炮點(diǎn)。馬鞍山市含山縣昭關(guān)水庫作業(yè)點(diǎn)使用華云普達(dá)(北京)科技有限公司生產(chǎn)的HY-R移動(dòng)旋轉(zhuǎn)型增雨防雹燃?xì)馀?第2代);馬鞍山市和縣夾山關(guān)水庫作業(yè)點(diǎn)、馬鞍山市博望區(qū)野風(fēng)港空氣炮點(diǎn)和亳州市利辛縣永興鎮(zhèn)空氣炮點(diǎn)3個(gè)站點(diǎn)使用北京厚力德儀器設(shè)備有限公司生產(chǎn)的ZBZ-PR型聚能燃?xì)馀?其他站點(diǎn)均使用中國華云氣象科技集團(tuán)公司生產(chǎn)的HY-R型燃?xì)馀?。燃?xì)馀谧鳂I(yè)點(diǎn)(14個(gè))及雷達(dá)(3部)和自動(dòng)雨量站(7477個(gè))位置如圖1所示。

圖1 燃?xì)馀谧鳂I(yè)點(diǎn)、S波段雙偏振天氣雷達(dá)和自動(dòng)雨量站位置示意圖(紅色圓圈為以雷達(dá)為原點(diǎn)的半徑230 km探測(cè)范圍)

1.3 作業(yè)條件

目前在具備作業(yè)條件的情況下,燃?xì)馀谌斯ぴ鲇晔莻鹘y(tǒng)火箭作業(yè)手段的補(bǔ)充。將滿足安徽省人工影響天氣辦公室建議的增雨作業(yè)指標(biāo)(式(1))和實(shí)時(shí)雷達(dá)回波強(qiáng)度(至少大于25 dBZ)的云系作為目標(biāo)區(qū),考慮當(dāng)日溫度和使用的催化劑種類確定作業(yè)云系。以暖云催化、天頂發(fā)射為主。作業(yè)時(shí)長由天氣過程影響時(shí)間和廠家推薦的安全作業(yè)時(shí)間綜合確定,一般定為0.5 h、1 h、2 h。安徽省人工影響天氣辦公室建議增雨作業(yè)指標(biāo)采用以下判別方法:利用雷達(dá)進(jìn)行作業(yè)條件判別,將云體反射率因子極大值(Rmax,單位:dBZ)、垂直積分液態(tài)水含量(V,單位:kg·m-2)、負(fù)溫層厚度(S1,單位:km)、30 dBZ云體質(zhì)量(M,單位:106kg)進(jìn)行加權(quán)得到人工增雨作業(yè)條件指標(biāo):

I=0.243I(Rmax)+0.207I(V)+0.277I(S1)+0.276I(M)。

(1)

當(dāng)0≤I<0.1,無作業(yè)條件;0.1≤I<0.3,作業(yè)條件較差;0.3≤I<0.6,作業(yè)條件一般;0.6≤I<0.8,作業(yè)條件較好;0.8≤I<1,作業(yè)條件很好。

1.4 分析方法

雷達(dá)垂直剖面分析方法:燃?xì)馀谧鳂I(yè)前1 h至作業(yè)結(jié)束后1 h,以700 hPa層水平風(fēng)為參考風(fēng)向,對(duì)站點(diǎn)上游50 km至站點(diǎn)下游100 km范圍進(jìn)行插值垂直剖面。插值由雷達(dá)的徑向距離、方位角、仰角為原始坐標(biāo)進(jìn)行三線性插值。這組雷達(dá)垂直剖面圖主要用于考察燃?xì)馀谧鳂I(yè)前后降水云的垂直結(jié)構(gòu)變化。

為了分析人工增雨燃?xì)馀谧鳂I(yè)對(duì)作業(yè)云體雙偏振特征參量的影響,對(duì)81個(gè)作業(yè)個(gè)例進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。每個(gè)個(gè)例選取與當(dāng)前炮點(diǎn)最近的雷達(dá)觀測(cè)數(shù)據(jù),統(tǒng)計(jì)分析影響區(qū)和對(duì)比區(qū)內(nèi)雷達(dá)最低層仰角內(nèi)各變量的平均值隨時(shí)間的變化,得到作業(yè)前后影響區(qū)和對(duì)比區(qū)的物理參量差異。

2 研究結(jié)果

2.1 影響區(qū)和對(duì)比區(qū)選擇

燃?xì)馀诘拇呋瘎┎ト鎏攸c(diǎn)近似介于地面煙爐和高炮之間,可能引起的效果包括瞬時(shí)動(dòng)力效應(yīng)和數(shù)十分鐘內(nèi)催化劑引發(fā)的微物理效應(yīng)。然而,通過對(duì)81個(gè)作業(yè)個(gè)例雷達(dá)數(shù)據(jù)逐幀、逐層仔細(xì)觀察,并未發(fā)現(xiàn)以往相控陣?yán)走_(dá)觀測(cè)高炮防雹作業(yè)研究中發(fā)現(xiàn)的瞬時(shí)動(dòng)力結(jié)構(gòu)改變[24]和疑似高炮炸點(diǎn)的信號(hào)[32]。這既可能由于機(jī)械掃描業(yè)務(wù)雷達(dá)時(shí)空分辨率低,也可能由于燃?xì)馀谠诟呖找l(fā)瞬時(shí)的動(dòng)力效應(yīng)不夠強(qiáng),具體原因有待研究,本文不對(duì)此深入分析。下面將劃定影響區(qū)和對(duì)比區(qū),以便對(duì)播撒催化劑在作業(yè)點(diǎn)下游可能引發(fā)的效應(yīng)進(jìn)行討論。

在作業(yè)影響范圍方面,盡管目前對(duì)燃?xì)馀谥苯虞斔痛呋瘎┑淖畲蟾叨热匀蝗狈Τ浞衷u(píng)估,但考慮到炮口向上發(fā)射的催化劑可能被云下環(huán)境的上升氣流帶入對(duì)流云中,進(jìn)而由對(duì)流云輸送至對(duì)流層中上層。同時(shí),在確定催化劑水平輸送和擴(kuò)散范圍時(shí),對(duì)流層低層和中層的水平風(fēng)也應(yīng)予以考慮。本文利用與燃?xì)馀谧鳂I(yè)時(shí)刻最臨近的ERA5再分析數(shù)據(jù),分別計(jì)算每個(gè)個(gè)例的影響區(qū)和對(duì)比區(qū)范圍。影響區(qū)的定義規(guī)則:考慮1 h內(nèi),從地面到500 hPa高度的水平風(fēng)對(duì)催化劑的輸送作用和擴(kuò)散作用[33],最終構(gòu)成的不規(guī)則邊界區(qū)域如圖2棕紅色區(qū)域所示。對(duì)比區(qū)具體定義:按燃?xì)馀谧鳂I(yè)平均時(shí)刻700 hPa高度的水平風(fēng)向及相鄰45°方向,取地面到500 hPa高度的最大風(fēng)速,取與影響區(qū)計(jì)算時(shí)長相同的1 h,構(gòu)建左右各90°的扇形區(qū)域,剔除影響區(qū)所占的區(qū)域,作為燃?xì)馀谧鳂I(yè)下風(fēng)側(cè)向?qū)Ρ葏^(qū)。構(gòu)建下風(fēng)側(cè)向?qū)Ρ葏^(qū)的原因在于統(tǒng)計(jì)增雨時(shí)擬用作業(yè)后的雨量減去作業(yè)前的雨量。如果在一個(gè)降水云向燃?xì)馀邳c(diǎn)移動(dòng)時(shí)進(jìn)行作業(yè),那么作業(yè)后云系將恰好在下風(fēng)方向形成降水,而上風(fēng)方向可能已經(jīng)下完雨,這時(shí)用作業(yè)后的雨量減去作業(yè)前的雨量,可能導(dǎo)致影響區(qū)的雨量差為正值,上風(fēng)方向的對(duì)比區(qū)雨量差為負(fù)值,這在理論上會(huì)干擾統(tǒng)計(jì)結(jié)果的客觀性。

圖2 影響區(qū)與下風(fēng)側(cè)向?qū)Ρ葏^(qū)構(gòu)建

2.2 典型個(gè)例作業(yè)前后觀測(cè)小時(shí)降水量

圖3為部分代表性作業(yè)個(gè)例的觀測(cè)小時(shí)降水量。選取3個(gè)不同類型個(gè)例:個(gè)例1,2022年6月23日,作業(yè)時(shí)段為11:10—11:20(北京時(shí),下同),降水開始一段時(shí)間進(jìn)行攜帶冷云催化劑的燃?xì)馀谧鳂I(yè);個(gè)例2,2022年11月28日,作業(yè)時(shí)段為11:04—11:44,剛開始降水進(jìn)行攜帶暖云催化劑的燃?xì)馀谧鳂I(yè);個(gè)例3,2022年8月16日,作業(yè)時(shí)段為16:00—17:00,降水未開始進(jìn)行攜帶冷云催化劑的燃?xì)馀谧鳂I(yè)。

圖3 燃?xì)馀?位于圖中倒三角符號(hào)位置)作業(yè)前后典型個(gè)例觀測(cè)小時(shí)降水量(填色圓圈為臺(tái)站觀測(cè)的小時(shí)累積降水量,填色場(chǎng)為距離平方反比插值結(jié)果;風(fēng)羽為700 hPa風(fēng)場(chǎng))

由圖3可見,個(gè)例1為在降水發(fā)生一段時(shí)間后開始燃?xì)馀谧鳂I(yè),沿下風(fēng)方向降水無明顯變化,說明作業(yè)效果欠佳。個(gè)例2為降水剛開始進(jìn)行燃?xì)馀谧鳂I(yè),作業(yè)時(shí)段內(nèi)降水有一定增加,說明作業(yè)效果較好。個(gè)例3為降水開始前進(jìn)行燃?xì)馀谧鳂I(yè),作業(yè)后沿下風(fēng)方向降水明顯增加,說明增雨效果顯著。因此,降水開始前進(jìn)行燃?xì)馀谧鳂I(yè),增雨效果較好,降水開始后作業(yè),增雨效果不理想。這主要是因?yàn)榻邓_始后作業(yè),由于降水的沖刷作用,燃?xì)馀谧鳂I(yè)向空中釋放的催化劑不容易被輸送至高空,因而對(duì)云中水凝物的微物理過程影響較弱。在降水開始前作業(yè),云中上升氣流比較旺盛,燃?xì)馀谧鳂I(yè)向空中釋放的催化劑容易隨上升氣流輸送至云中,引起云中核化作用增強(qiáng),形成大量小液滴,通過凝結(jié)和碰并作用,大雨滴增多,地面降水增加。

2.3 典型個(gè)例作業(yè)前后雷達(dá)雙偏振參數(shù)

探空?qǐng)D(圖略)為典型個(gè)例分析提供天氣背景。個(gè)例1的2022年6月23日08:00合肥站探空顯示,地面溫度約為32 ℃, 自由抬升凝結(jié)高度氣壓為914 hPa, 自由抬升凝結(jié)高度溫度為22 ℃,即云底高度約為900 m,零度層高度約為5 km,對(duì)流有效位能為841 J·kg-1,容易產(chǎn)生對(duì)流抬升,催化劑易由上升氣流攜帶至零度層以上,使用冷云催化劑作業(yè)。個(gè)例2的2022年11月28日08:00銅陵站探空顯示,地面溫度約為18 ℃, 自由抬升凝結(jié)高度氣壓為956 hPa, 自由抬升凝結(jié)高度溫度為14 ℃,即云底高度約600 m,零度層高度約3.5 km,對(duì)流有效位能為零,產(chǎn)生對(duì)流抬升的可能性較小,使用暖云催化劑作業(yè)。個(gè)例3的2022年8月16日08:00合肥站探空顯示,地面溫度約32 ℃, 自由抬升凝結(jié)高度氣壓為929 hPa, 自由抬升凝結(jié)高度溫度為23 ℃,即云底高度約為850 m,零度層高度約為5 km,對(duì)流有效位能為2212 J·kg-1,容易產(chǎn)生對(duì)流抬升,催化劑易由上升氣流攜帶至零度層以上,使用冷云催化劑作業(yè)。

圖4～圖6分別為上述3個(gè)典型個(gè)例在燃?xì)馀谧鳂I(yè)前后雙偏振雷達(dá)參量(水平反射率因子ZH、差分反射率ZDR和共極化相關(guān)系數(shù)ρhv)的雷達(dá)垂直剖面。個(gè)例 1(圖4)為2022年6月23日降水過程作業(yè)個(gè)例。降水已經(jīng)開始一段時(shí)間使用帶有冷云催化劑的燃?xì)馀谶M(jìn)行作業(yè),作業(yè)后ZH、ZDR和ρhv相對(duì)于作業(yè)前均無明顯變化,表明作業(yè)效果欠佳。

圖4 個(gè)例 1(作業(yè)時(shí)段為2022年6月23日11:10—11:20)作業(yè)前后雙偏振雷達(dá)參量(垂直剖面為沿700 hPa水平風(fēng)方向、過作業(yè)站點(diǎn)的上游50 km—下游100 km的插值剖面,下同)

個(gè)例2(圖5)為2022年11月28日降水過程作業(yè)個(gè)例。在降水開始初期,使用帶有暖云催化劑的燃?xì)馀谶M(jìn)行作業(yè),作業(yè)進(jìn)行7 min(11:14:47)后ZH明顯增強(qiáng),強(qiáng)回波(45 dBZ)頂高升高,ZDR大值區(qū)范圍增大,距離燃?xì)馀谧鳂I(yè)點(diǎn)-45 km(上游)和30 km(下游)處的ρhv減少,這表明云中大雨滴增多,暖云催化劑被對(duì)流云上升氣流輸送至云中,云中大云滴核化加快,液滴直接碰并作用增強(qiáng),液滴增大。隨著大液滴增多,ZH增強(qiáng),ZDR增大。同時(shí),由于云中大滴增多,滴譜變寬,液滴種類增多,ρhv減少。隨著作業(yè)時(shí)間增加,作業(yè)進(jìn)行22 min(11:26:02)后,作業(yè)效果減弱,ZH、ZDR相對(duì)于作業(yè)7 min時(shí)均減小,而ρhv增大,這說明隨著大液滴的降落,云中水滴變小。因此,在降水發(fā)生初期進(jìn)行帶有暖云催化劑的燃?xì)馀谧鳂I(yè),剛開始作業(yè)效果較好,降水增強(qiáng),但隨著作業(yè)時(shí)間增加,作業(yè)效果逐步減弱。雷達(dá)參數(shù)進(jìn)一步顯示,利用暖云催化劑的燃?xì)馀谧鳂I(yè)后,云內(nèi)的變化主要發(fā)生在6 km高度以下范圍,尤其發(fā)生在零度層(3.5 km)高度以下范圍,這也說明暖云催化劑主要對(duì)暖云微物理過程產(chǎn)生明顯影響。

圖5 個(gè)例2(作業(yè)時(shí)段為2022年11月28日11:04—11:44)作業(yè)前后雙偏振雷達(dá)參量

個(gè)例3(圖6)為2022年8月16日降水過程作業(yè)個(gè)例。降水開始前進(jìn)行帶有冷云催化劑的燃?xì)馀谧鳂I(yè),作業(yè)進(jìn)行23 min(16:21:15)后,對(duì)流云強(qiáng)回波中心的ZH、ZDR明顯增大,強(qiáng)回波頂高增加(可到達(dá)8 km高度附近),ZDR大值區(qū)范圍明顯增大。ZDR柱出現(xiàn)在6 km高度以下,說明在過冷層5～6 km高度范圍存在大量過冷水,這有利于對(duì)流云中的冰相粒子通過凇附等微物理過程生成。強(qiáng)回波中心的ρhv從云底到8 km高度范圍均出現(xiàn)較小值區(qū)域,這可能說明云中水凝物種類明顯增加,高層ρhv減小與冰晶粒子數(shù)濃度增大有密切相關(guān),而低層由于冰晶融化,液滴大小不均引起。這些結(jié)果表明:冷云催化劑隨對(duì)流云上升氣流進(jìn)入云體,導(dǎo)致云中冰晶核化和凇附過程增強(qiáng),同時(shí),由于固態(tài)降水粒子的融化等過程又引起融化層(5 km高度)以下大液滴增大,ZH增大,ZDR減小。隨著作業(yè)持續(xù),作業(yè)45 min(16:43:54)后ZH減弱,且大值中心高度下降,ZDR最大值減少,且大值中心高度明顯降低(下降到5 km高度以下),ρhv低值中心高度也降低,這說明云中粒子由冰相向液相降水的轉(zhuǎn)化過程增強(qiáng),云中低層大液滴增多,降水增強(qiáng)。因此,該個(gè)例與個(gè)例2類似,在降水開始前作業(yè),作業(yè)效果好,降水增強(qiáng),隨著作業(yè)時(shí)間延長,作業(yè)效果減弱。但值得指出的是,帶有冷云催化劑的燃?xì)馀谧鳂I(yè)后對(duì)流云內(nèi)各雷達(dá)參量變化范圍擴(kuò)大,8 km高度以下范圍變化明顯,這可能說明帶有冷云催化劑的燃?xì)馀谧鳂I(yè)對(duì)對(duì)流云中冷云、暖云微物理過程均有明顯的影響作用。

圖6 個(gè)例3(作業(yè)時(shí)段為2022年8月16日16:00—17:00)作業(yè)前后雙偏振雷達(dá)參量

綜上所述,在降水開始前進(jìn)行帶有暖云催化劑或者冷云催化劑的燃?xì)馀谶M(jìn)行對(duì)流云增雨作業(yè)可以取得較好作業(yè)效果,使得降水增強(qiáng),隨著降水增大,作業(yè)效果減弱。使用帶有暖云催化劑的燃?xì)馀谧鳂I(yè)后對(duì)流云體變化主要發(fā)生在零度層以下,對(duì)暖云微物理過程影響明顯,這說明燃?xì)馀谧鳂I(yè)的暖云催化劑起主要作用。使用帶有冷云催化劑的燃?xì)馀谧鳂I(yè)后冷云和暖云區(qū)均發(fā)生明顯變化,同時(shí)影響對(duì)流云中的冷云和暖云微物理過程,影響范圍更大,可達(dá)到8 km高度,零度層以上出現(xiàn)ZDR柱,云中出現(xiàn)過冷水區(qū),這說明冷云催化劑對(duì)對(duì)流云中的冷云和暖云微物理過程均產(chǎn)生明顯影響。由雙偏振雷達(dá)探測(cè)的偏振參量分析可知,燃?xì)馀谧鳂I(yè)可使對(duì)流云中的冰相水凝物向液相水凝物的轉(zhuǎn)化過程明顯增強(qiáng)。

2.4 典型個(gè)例影響區(qū)與作業(yè)區(qū)雙偏振特征參量

取最低仰角(0.5°)的平面位置顯示圖(PPI)對(duì)上述3個(gè)典型個(gè)例作業(yè)前后雙偏振雷達(dá)參量(ZH、ZDR、ρhv、SW)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析(圖7～圖9)。由圖7可以看到,影響區(qū)ZH和ZDR在作業(yè)時(shí)段內(nèi)相對(duì)于作業(yè)前有少量減小,而對(duì)比區(qū)的ZH和ZDR則為少量增大。這說明作業(yè)效果欠佳,甚至產(chǎn)生減雨效果。同時(shí),影響區(qū)的ρhv有少量減小,說明作業(yè)對(duì)液滴尺度有一定影響,液滴尺度分布范圍更廣,而對(duì)比區(qū)的ρhv基本無變化。影響區(qū)的SW明顯增寬,這可能與燃?xì)馀谧鳂I(yè)產(chǎn)生的沖擊波影響作用一致。燃?xì)馀跊_擊波作用下空氣受到強(qiáng)烈擾動(dòng),不同尺度的液滴可能以不同的慣性速度運(yùn)動(dòng),增強(qiáng)不同大小水滴之間的碰并作用,使大滴增多,因此,云中速度譜寬SW明顯增大。相比之下,對(duì)比區(qū)的速度譜寬則變化不大。

圖7 個(gè)例1作業(yè)前后最低仰角(0.5°)PPI雙偏振特征參量(黑色豎線為作業(yè)起止時(shí)間,下同)

由圖8可知,作業(yè)后影響區(qū)和對(duì)比區(qū)的ZH、ZDR均明顯增大,這說明云中大液滴增多,降水增強(qiáng),但影響區(qū)增大更加顯著。影響區(qū)和對(duì)比區(qū)的ρhv均呈現(xiàn)出減少趨勢(shì),但影響區(qū)的ρhv減少更加明顯。作業(yè)后影響區(qū)的SW明顯增加,而對(duì)比區(qū)SW減少,這說明與對(duì)比區(qū)相比,影響區(qū)燃?xì)馀跊_擊波引起速度譜寬增大,液滴增長更快。因此,在降水剛開始使用帶有暖云催化劑的燃?xì)馀谶M(jìn)行作業(yè),增雨效果顯著。

圖8 個(gè)例2作業(yè)前后最低仰角(0.5°)PPI雙偏振特征參量

由圖9可知,在作業(yè)過程中(16:20以后),影響區(qū)和對(duì)比區(qū)的ZH雖然均有增加,但影響區(qū)ZH增加明顯大于對(duì)比區(qū)。作業(yè)后(17:00以后)影響區(qū)的ZH和ZDR均明顯增大,說明云中大滴增多,結(jié)合雷達(dá)數(shù)據(jù)分析可知,該現(xiàn)象與高空冰相水凝物下落產(chǎn)生的融化有關(guān),融化可引起云中大滴增多,降水增強(qiáng)。燃?xì)馀谧鳂I(yè)期間對(duì)比區(qū)的ZH和ZDR明顯小于影響區(qū)。作業(yè)初期ρhv明顯減少,后期增加,這說明作業(yè)初期燃?xì)馀谧鳂I(yè)引起云中水凝物種類增多。燃?xì)馀谧鳂I(yè)期間影響區(qū)的SW明顯增大,而對(duì)比區(qū)SW變化不大,這說明燃?xì)馀跊_擊作用引起云中速度譜寬增大。

圖9 個(gè)例3作業(yè)前后最低仰角(0.5°)PPI雙偏振特征參量

綜上所述,燃?xì)馀谧鳂I(yè)期間影響區(qū)的速度譜寬SW明顯增加,這可能是由于燃?xì)馀诘臎_擊波作用引起氣流渦旋增加,導(dǎo)致云中速度譜寬增大,使得云中水凝物粒子向各個(gè)方向擴(kuò)散。同時(shí),SW增大,也加速粒子碰并增長,大粒子增多。在降水開始前和降水剛開始進(jìn)行燃?xì)馀谧鳂I(yè),使ZH和ZDR增加,ρhv減少,有利于增雨。而在降水開始后作業(yè)效果欠佳。使用帶有暖云催化劑的燃?xì)馀谧鳂I(yè)后可很快產(chǎn)生影響效果,但維持時(shí)間較短,而帶有冷云催化劑的燃?xì)馀谧鳂I(yè),影響持續(xù)時(shí)間較長。

2.5 影響區(qū)與對(duì)比區(qū)增雨效果統(tǒng)計(jì)

利用t檢驗(yàn)及顯著性分析方法,統(tǒng)計(jì)分析對(duì)燃?xì)馀谟绊憛^(qū)與對(duì)比區(qū)增雨效果。燃?xì)馀谧鳂I(yè)個(gè)例影響區(qū)與對(duì)比區(qū)的增雨效果統(tǒng)計(jì)2 h結(jié)果,2 h代表作業(yè)開始時(shí)刻后的兩個(gè)整點(diǎn)數(shù)據(jù)(小時(shí)降水量)的平均值減去作業(yè)開始時(shí)刻前的兩個(gè)整點(diǎn)數(shù)據(jù)的平均值。統(tǒng)計(jì)2 h的原因在于作業(yè)開始時(shí)刻一般非整點(diǎn),而自動(dòng)雨量站觀測(cè)數(shù)據(jù)均為整點(diǎn)的小時(shí)降水量,如果僅選取作業(yè)開始后第1個(gè)整點(diǎn)的小時(shí)降水量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,則可能因離作業(yè)時(shí)刻過于接近導(dǎo)致分析不準(zhǔn)確。t檢驗(yàn)方法:根據(jù)作業(yè)前后2 h的觀測(cè)數(shù)據(jù),取燃?xì)馀谧鳂I(yè)影響區(qū)站點(diǎn)的增雨量和對(duì)比區(qū)站點(diǎn)的增雨量數(shù)據(jù)作為兩組對(duì)比樣本,進(jìn)行雙樣本t檢驗(yàn)。計(jì)算t值和顯著性水平P值,用于判別是否存在顯著增雨或減雨。此外,本文還提出計(jì)算一個(gè)二次計(jì)算量:-sign(t)×lg(P),即是取顯著性水平P值的對(duì)數(shù)乘以t檢驗(yàn)值再取負(fù)。該參量將本來非線性的P值進(jìn)行近似線性轉(zhuǎn)換,同時(shí)還克服了P無符號(hào)、t值受自由度影響以及作業(yè)絕對(duì)增雨量在不同個(gè)例中量級(jí)存在差異等局限性,便于分析不同個(gè)例增、減雨的顯著性與其他變量的相關(guān)性。

將81個(gè)燃?xì)馀谧鳂I(yè)個(gè)例按照作業(yè)時(shí)機(jī)分類,其中降水未開始作業(yè)個(gè)例25個(gè)(類型1),剛開始降水作業(yè)個(gè)例47個(gè)(類型2),降水開始一段時(shí)間作業(yè)個(gè)例9個(gè)(類型3)。增雨作業(yè)關(guān)于云況條件的選擇判別標(biāo)準(zhǔn)參考1.3節(jié)。燃?xì)馀谧鳂I(yè)對(duì)于不同個(gè)例效果不同,有增雨也有減雨。為了更好地了解燃?xì)馀谧鳂I(yè)的效果,本文在2.6節(jié)和2.7節(jié)對(duì)所有作業(yè)個(gè)例和3種不同作業(yè)時(shí)機(jī)類型個(gè)例分別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,研究所有作業(yè)個(gè)例和3種不同作業(yè)時(shí)機(jī)類型個(gè)例的增減雨分布情況,并分析各種因子(作業(yè)時(shí)長、雷達(dá)回波(ZH、ZDR)、水平風(fēng)速和風(fēng)切變等)對(duì)作業(yè)效果的可能影響。

2.6 研究個(gè)例增減雨分布特征

由81個(gè)個(gè)例增減雨分布情況的統(tǒng)計(jì)結(jié)果(圖略)可知,影響區(qū)小時(shí)增雨量ΔR(單位:mm)大于對(duì)比區(qū)ΔR0的個(gè)例占比為53.1%,即有43個(gè)個(gè)例呈現(xiàn)增雨,其中小時(shí)降水量R增加3 mm 以上的個(gè)例有5個(gè)(占6.1%)。如以顯著性水平P<0.1為標(biāo)準(zhǔn),有33.3%的個(gè)例(27個(gè))呈現(xiàn)R顯著增大,28.3%的個(gè)例(23個(gè))呈現(xiàn)R顯著減小。進(jìn)一步地,如以P<0.01為標(biāo)準(zhǔn),有25.9%的個(gè)例(21個(gè))呈現(xiàn)R顯著增大,而有16.0%的個(gè)例(13個(gè))呈現(xiàn)R顯著減小?？梢?燃?xì)馀谧鳂I(yè)后顯著增雨個(gè)例總體上略多于顯著減雨個(gè)例。

圖10為3種不同作業(yè)時(shí)機(jī)類型個(gè)例增減雨分布情況。由圖10可以看到,對(duì)降水未開始作業(yè)的25個(gè)個(gè)例(類型1),影響區(qū)ΔR大于對(duì)比區(qū)ΔR0的個(gè)例占比為40%,即有10個(gè)個(gè)例呈現(xiàn)增雨,小時(shí)增雨量均位于0～1 mm。影響區(qū)ΔR小于對(duì)比區(qū)ΔR0的個(gè)例占比為60%,即有15個(gè)個(gè)例呈現(xiàn)減雨,其中有52%(13個(gè))的個(gè)例減雨量為0～1 mm,8%(2個(gè))個(gè)例減雨量為1～2 mm。對(duì)剛開始降水作業(yè)的47個(gè)個(gè)例(類型2),影響區(qū)ΔR大于對(duì)比區(qū)ΔR0的個(gè)例占比為66%,即有31個(gè)個(gè)例呈現(xiàn)增雨,其中小時(shí)增雨量大于1 mm的個(gè)例占25.5%(12個(gè)),小時(shí)增雨量為0～1 mm的個(gè)例占40.5%(19個(gè));影響區(qū)ΔR小于對(duì)比區(qū)ΔR0的個(gè)例占比為34%(16個(gè)),其中小時(shí)減雨量大于1 mm 的個(gè)例占8.5%(4個(gè)),小時(shí)減雨量為0～1 mm 的個(gè)例占25.5%。對(duì)降水開始一段時(shí)間作業(yè)的9個(gè)個(gè)例(類型3)中,影響區(qū)ΔR大于對(duì)比區(qū)ΔR0的個(gè)例占比為55.5%(5個(gè)),其中小時(shí)增雨量為0～1 mm的個(gè)例占22.2%(2個(gè)),小時(shí)增雨量大于3 mm 的個(gè)例占33.3%(3個(gè));影響區(qū)ΔR小于對(duì)比區(qū)ΔR0的個(gè)例占比為44.5%(4個(gè)),其中小時(shí)減雨量0～1 mm的個(gè)例占11.1%(1個(gè)),小時(shí)減雨量大于1 mm的個(gè)例占33.3%(3個(gè))。總之,類型1減雨個(gè)例多于增雨個(gè)例,但小時(shí)減雨量或增雨量均較小;類型2增雨個(gè)例明顯多于減雨個(gè)例,小時(shí)增雨量大于1 mm的個(gè)例多;類型3個(gè)例樣本太少,增雨和減雨個(gè)例數(shù)量相當(dāng)。3種類型中類型2增雨效果最好,即在降水初期作業(yè)最有利于人工增雨,這可能與降水初期上升氣流比較旺盛有關(guān),燃?xì)馀谧鳂I(yè)后上升氣流有利于催化劑向高空輸送,且有利于人工增雨作業(yè)的持續(xù)進(jìn)行,提高作業(yè)效果。

圖10 3種不同作業(yè)時(shí)機(jī)類型個(gè)例增減雨分布

2.7 作業(yè)時(shí)長、雷達(dá)回波(ZH、ZDR)、水平風(fēng)速和風(fēng)切變與增雨效果相關(guān)性

為了研究影響燃?xì)馀谧鳂I(yè)效果的可能因素,下面通過相關(guān)系數(shù)分析作業(yè)效果和其他物理量的數(shù)值關(guān)聯(lián)性(表1、表2)。參與計(jì)算相關(guān)系數(shù)的是81個(gè)個(gè)例中雨量和其他物理量的二次計(jì)算量Δ2(X)和S(ΔX)。其中,X代表影響區(qū)或?qū)Ρ葏^(qū)內(nèi)空間平均的降水量或其他物理量;Δ2(X)代表影響區(qū)增量ΔX減去對(duì)比區(qū)增量ΔX0,即由于作業(yè)導(dǎo)致的影響區(qū)比對(duì)比區(qū)增加的量,可視為作業(yè)絕對(duì)增量;S(ΔX)代表影響區(qū)增量和對(duì)比區(qū)增量之差的t檢驗(yàn)二次統(tǒng)計(jì)量,即-sign(t)×lg(P)。R為小時(shí)降水量(單位:mm),v為水平風(fēng)速(單位:m·s-1),s為風(fēng)切變(單位:m·s-1)。

表1 雷達(dá)回波和降水量的相關(guān)性

表2 自動(dòng)雨量站統(tǒng)計(jì)量和風(fēng)速、風(fēng)切變的相關(guān)性

S(ΔR)與燃?xì)馀谧鳂I(yè)時(shí)長呈負(fù)相關(guān)(-0.055),且燃?xì)馀谧鳂I(yè)絕對(duì)增雨量Δ2(R)的顯著性水平和作業(yè)時(shí)長呈顯著負(fù)相關(guān)(-0.303,P<0.01),表明燃?xì)馀谧鳂I(yè)過量播撒可能導(dǎo)致減雨,這將在表1中結(jié)合與ZDR的相關(guān)性進(jìn)一步討論。S(ΔR)與作業(yè)前影響區(qū)的降水量呈負(fù)相關(guān)(-0.207,P<0.1),且燃?xì)馀谧鳂I(yè)絕對(duì)增雨量Δ2(R)的顯著性與作業(yè)前影響區(qū)的降水量也呈負(fù)相關(guān)(-0.234,P<0.05),這表明:一方面,在已經(jīng)產(chǎn)生明顯降水的情況下,燃?xì)馀谧鳂I(yè)的沖擊波效應(yīng)以及催化劑向上輸送可能不充分,很難使作業(yè)發(fā)揮正向作用,且原有大滴在燃?xì)馀趧?dòng)力作用下更多大滴破碎變?yōu)樾〉?另一方面,如果影響區(qū)內(nèi)自然云在作業(yè)前已處于有明顯降水階段,作業(yè)開始后影響區(qū)的雨快下完了,導(dǎo)致統(tǒng)計(jì)為負(fù)效果。

由表1可知,絕對(duì)增雨量Δ2(R)和增雨顯著性S(ΔR)與影響區(qū)的ZH增量(ΔZH)統(tǒng)計(jì)量均呈正相關(guān),具有物理一致性:一般認(rèn)為,雷達(dá)反射率因子越大,降水量越大。作業(yè)時(shí)長與ZDR的增量(ΔZDR)呈一定負(fù)相關(guān),可能的物理機(jī)制是燃?xì)馀谧鳂I(yè)的沖擊波效應(yīng)以及攜帶催化劑向上輸送并參與云微物理過程,播撒導(dǎo)致大滴迅速減少、小滴增多,導(dǎo)致減雨。這與前面得到的增雨和作業(yè)時(shí)長的負(fù)相關(guān)性結(jié)論一致。

由表2可知,絕對(duì)增雨量Δ2(R)的統(tǒng)計(jì)量與中低層風(fēng)速和風(fēng)切變呈正相關(guān),這可能與中低層風(fēng)速越大催化劑擴(kuò)散更充分有關(guān)。然而,增雨顯著性S(ΔR)和500 hPa高度的風(fēng)速呈顯著負(fù)相關(guān),表明中層風(fēng)速過大會(huì)導(dǎo)致催化劑嚴(yán)重稀釋,影響效果減弱。

3 結(jié)論與討論

本文利用2021—2023年安徽省81次燃?xì)馀谧鳂I(yè)的S波段雙偏振多普勒天氣雷達(dá)數(shù)據(jù)、小時(shí)降水量及ERA5再分析數(shù)據(jù)等多源觀測(cè)數(shù)據(jù),綜合分析不同類型典型個(gè)例燃?xì)馀谧鳂I(yè)前后小時(shí)雨量和雙偏振雷達(dá)參量特征變化,評(píng)估燃?xì)馀谧鳂I(yè)效果并對(duì)所有個(gè)例增減雨分布和各種因子(作業(yè)時(shí)長、雷達(dá)回波(ZH、ZDR)、水平風(fēng)速和風(fēng)切變等)對(duì)作業(yè)效果的可能影響進(jìn)行討論,主要結(jié)論如下:

1) 降水開始前進(jìn)行燃?xì)馀谧鳂I(yè),增雨效果較好;降雨開始后作業(yè),增雨效果較差。這主要是降水開始后作業(yè),由于降水沖刷和下沉氣流的作用,燃?xì)馀谧鳂I(yè)向空中發(fā)射的催化劑不容易輸送至高空,對(duì)云中水凝物微物理過程影響減弱。

2) 降水開始前進(jìn)行燃?xì)馀谧鳂I(yè),可使云中雙偏振參量ZH、ZDR增大,ρhv減小,作業(yè)效果好。燃?xì)馀谙蚩罩邪l(fā)射的暖云催化劑的影響范圍主要在零度層以下,對(duì)暖云微物理過程影響明顯。而燃?xì)馀谙蚩罩胁ト龅睦湓拼呋瘎┛赏瑫r(shí)影響云中冷云和暖云微物理過程,云體零度層以上出現(xiàn)ZDR柱,使得云中液相向冰相水凝物轉(zhuǎn)化過程明顯加強(qiáng)。

3) 燃?xì)馀谧鳂I(yè)過程中影響區(qū)多普勒速度譜寬SW明顯增加,燃?xì)馀跊_擊作用引起氣流渦旋增加,粒子向不同方向擴(kuò)散,速度譜寬增大。攜帶暖云催化劑的燃?xì)馀谧鳂I(yè)后效果較快出現(xiàn),但維持時(shí)間較短,而攜帶冷云催化劑的燃?xì)馀谧鳂I(yè)影響持續(xù)時(shí)間更長。

4) 53.1%的燃?xì)馀谧鳂I(yè)個(gè)例影響區(qū)增雨大于對(duì)比區(qū),顯著增雨個(gè)例總體上略高于顯著減雨個(gè)例。3種不同作業(yè)時(shí)機(jī)類型個(gè)例中,類型2作業(yè)增雨效果最佳。

5) 增雨顯著性水平與燃?xì)馀谧鳂I(yè)時(shí)長呈顯著負(fù)相關(guān),作業(yè)時(shí)長與ZDR增量呈負(fù)相關(guān),過量作業(yè)會(huì)導(dǎo)致減雨。增雨量和增雨顯著性水平均與燃?xì)馀谧鳂I(yè)前影響區(qū)的雨量呈負(fù)相關(guān),降水開始后燃?xì)馀谧鳂I(yè)效果不佳。增雨量和增雨顯著性水平與ZH的影響區(qū)增量呈正相關(guān)。燃?xì)馀谧鳂I(yè)增雨量與中低層風(fēng)速和風(fēng)切變呈正相關(guān),而與中高層風(fēng)速呈負(fù)相關(guān),且中高層風(fēng)速過大不利于燃?xì)馀谧鳂I(yè)增雨。

綜上所述,燃?xì)馀谑且环N用于人工增雨作業(yè)的新型技術(shù)設(shè)備,還處于應(yīng)用探索階段,未來還有許多工作值得深入開展。對(duì)于已有經(jīng)驗(yàn)建立的燃?xì)馀谧鳂I(yè)指標(biāo)和作業(yè)云況選擇,需要更多試驗(yàn)結(jié)果補(bǔ)充完善,通過更多的作業(yè)實(shí)踐,積累經(jīng)驗(yàn),改進(jìn)作業(yè)指標(biāo),使增雨作業(yè)指標(biāo)和作業(yè)云況選擇更加合理和規(guī)范化。不同類型燃?xì)馀谛阅軐?duì)于作業(yè)效果評(píng)估的影響目前尚不清楚,本研究使用的85%燃?xì)馀谧鳂I(yè)數(shù)據(jù)個(gè)例為HY-R型燃?xì)馀谧鳂I(yè)結(jié)果,ZBZ-PR型聚能燃?xì)馀诤虷Y-R移動(dòng)旋轉(zhuǎn)型增雨防雹燃?xì)馀?第2代)作業(yè)個(gè)例僅為幾個(gè),樣本太少無法得到可靠的分類結(jié)論,今后需要更多的實(shí)踐以獲取更多的樣本數(shù)據(jù),為探討不同類型燃?xì)馀谛阅軐?duì)于作業(yè)效果評(píng)估的影響提供可靠的數(shù)據(jù)支持。效果檢驗(yàn)是目前人工影響天氣中最難,但也最需要解決的問題,物理檢驗(yàn)存在很大不確定性,且不能夠嚴(yán)格直接證明催化增雨的效果,但能定性說明對(duì)云的作用,也值得深入研究。今后工作可以與示蹤法相互補(bǔ)充和驗(yàn)證,也可以將物理檢驗(yàn)與統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)和數(shù)值模擬有機(jī)地結(jié)合起來,使作業(yè)效果檢驗(yàn)更有說服力。應(yīng)該開展更多典型個(gè)例的多源觀測(cè),在多種手段聯(lián)合探測(cè)驗(yàn)證的基礎(chǔ)上,深入研究和歸納燃?xì)馀谧鳂I(yè)對(duì)云動(dòng)力和微物理過程的影響。同時(shí),應(yīng)該加強(qiáng)多種波長相控陣雙偏振氣象雷達(dá)的應(yīng)用,對(duì)燃?xì)馀谧鳂I(yè)對(duì)云和降水結(jié)構(gòu)影響及其作業(yè)效果進(jìn)行更加精準(zhǔn)的探測(cè)[22,27-29,35]。

致 謝：感謝安徽省人工影響天氣辦公室為本研究提供了2021年11月—2023年5月安徽省燃?xì)馀谧鳂I(yè)數(shù)據(jù)、安徽省小時(shí)降水量數(shù)據(jù)以及合肥市、阜陽市和銅陵市SA型布網(wǎng)S波段雙偏振多普勒天氣雷達(dá)基數(shù)據(jù)。