人工增雨作业决策方法

摘要

本发明公开了一种人工增雨方法，特别公开了一种人工增雨作业区决策方法。该决策方法其特殊之处在于：包括如下步骤：(1)作业前用宏观物理量选择作业时，首先应绘制冷云中不同温度层e－E冰、垂直速度、和0℃层以上水汽积分量图，及垂直剖面图；(2)作业前以－5～－20℃之间某一负温层，冰面饱和区和上升区、以及0℃层以上水汽积分量＞＝9mm的共同区域确定作业区的水平范围；(3)作业前在－5～－20℃之间冰面饱和区、上升区和T－Td＜＝2℃区的重合区内选择垂直播云高度；(4)作业前以水平作业区指标出现的时间作为作业开始时间，水平作业区指标消失的时间是作业结束时间。本发明在作业前确定播云区，具有操作方便、决策准确、可业务化等优点。

说明书

(一)所属技术领域

本发明涉及一种人工增雨方法，特别涉及一种人工增雨作业决策方法。

(二)背景技术

人工增雨可播区一直是增雨作业决策首先要面对的问题，国外用各种先进的大气探测仪器在作业前确定可播区。我国利用雷达、PMS粒子探测系统、探空等探测仪器对确定可播区也进行了研究，为作业前的指挥决策提供了宝贵的经验。由于冷云中过冷水很少，在播云区中，首先要有能使冰晶增长的冰面饱和区、在冰面饱和区中要有较充足的水汽输送提供冰晶凝结或凝华增长、要有适宜的云顶和云底条件播云才能取得较好的效果。由于增雨作业区一般是在播云前较短时间内作出的选择，对不同天气系统结构的了解尤显重要。

(三)发明内容

本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种确定人工增雨作业区的决策方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种人工增雨作业区决策方法，其特殊之处在于：包括如下步骤：

(1)作业前用宏观物理量选择作业区时，首先应绘制冷云中不同温度层e-E冰、垂直速度、和0℃层以上水汽积分量图，及垂直剖面图；(2)作业前确定作业区的水平范围；(3)作业前确定作业区的垂直播云高度；(4)作业前确定作业开始时间和作业结束时间。

具体操作过程如下：

(1)作业前用宏观物理量选择作业区时，首先应绘制冷云中不同温度层(间隔5℃)e-E冰、垂直速度和0℃层以上水汽积分量图，及垂直剖面图。冰面饱和区的存在是播云的重要条件，冰面饱和区外不宜进行催化作业。而冰面饱和区中有大量的水汽输送能保证冰晶的有效增长。

(2)作业前确定作业区的水平范围：，在-5～-20℃之间某一负温层，冰面饱和区、上升区、0℃层以上水汽积分量＞＝9mm的共同区域是作业区的水平播云范围。

(3)作业前确定作业区的垂直播云高度：在-5～-20℃之间冰面饱和区、上升区和T-Td＜＝2℃区的重合区内选择垂直播云高度。

(4)作业前确定作业开始时间和作业结束时间：冰面饱和区和上升区、0℃层以上水汽积分量＞＝9mm的共同区域出现的时间是作业开始时间，冰面饱和区、上升区、0℃层以上水汽积分量＞＝9mm的共同区域消失的时间是作业结束时间。

对于一些技术术语的解释如下：

1.冰面饱和区

在0℃层以上的冷层中，如果水汽压达到冰面饱和，水汽会在冰晶表面凝华，云中液态水也会通过蒸凝过程向冰晶转移，在冰面饱和(e-E冰＞0)的环境中冰晶会加速增长。所以，人工播云首先要在冰面饱和区中进行，这是确定作业区的第一个指标。也是确定水平和垂直作业范围的主要依据。

2.水汽垂直输送

当播云环境场处于冰面饱和状态，这时如有源源不断的水汽辐合会增加水汽密度，通过凝华等过程冰晶会加快增长速度。因此，理想的条件是0ε层以下有较多的水汽输送到0ε层以上的冰面饱和区中，使冰晶长大有较好的外部环境。在自然云中水汽随高度的增加逐渐减少，而上升速度可把下层水汽输送到所希望的冰面饱和区中。因此，把作业区中有无水汽垂直输送作为确定作业区的第二个指标。

3.水汽积分量

数值模拟指出，播云后云中水汽量的减少与冰晶长大有关，水汽凝华潜热对云中上升速度的增加也有贡献。在冰面过饱和时云中引入人工冰晶可使部分水汽凝华进而转化成降水。因此，冷云中水汽量的多少从另一方面可以反映云层的增雨潜力。分别统计分析济南、青岛探空时间(08、20时)前后3小时内有降水的42个和56个个例。结果表明：在冷云降水中0～-30ε之间的水汽全部凝结成液态在气柱底面的液态水深度(W)与地面降水关系密切。在济南和青岛的个例中，W最大值分别为12.7mm和15.5mm，最小值分别为5.0mm和5.1mm，平均值分别为9.4mm和9.1mm。一般降水发生前W值明显跃增，降水结束后W值迅速减小。统计分析得出，0～-30ε之间水汽积分量＞＝9mm的区域内能产生有效降水，是较理想的播云区。因此，0～-30ε之间水汽积分量＞＝9mm为确定作业区的第三个指标。

4.准饱和区厚度

为保证播云在云区中进行，定义T-Td＜＝2℃的区域为准饱和区。准饱和区的垂直分布可以大致确定云区的垂直范围。深厚的准饱和区为降水粒子长大提供了较好的环境场，较低的云底高度可以减少雨滴下落出云后的蒸发。播云区处于-5ε层以上的准饱和区中和云底高度＜1000m是决策指挥的辅助指标。

本发明方便在作业前确定可播区，具有操作方便、决策准确的优点。

(四)附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

附图为本发明的具体流程示意图。

(五)具体实施方式

附图为本发明的一种具体实施例。该实施例是山东省人工增雨决策的具体操作过程。在天气预警系统发出24小时内有降雨过程的预警后，进入决策系统。计算和绘制0、-5、-10、-15、-20、-25、-30ε层冰面饱和区、垂直水汽输送区、整层和冷层水汽积分量等值线；确定作业范围。绘制纬向和径向综合垂直剖面图，参考单站探空资料分析垂直特征量，确定作业高度。设计间隔约10km的作业航线，在人工增雨作业前2小时申报作业计划。利用卫星实时监测利用雷达实时监测和自动气象站网实时监测订正作业航线，调整作业时间、作业区域和作业高度。然后进场飞行。山东5部闪电定位仪的监测中如有不可躲避的闪电发生，可在闪电发生区进行高炮、火箭人工增雨的作业。