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人工增雨效果物理检验应用技术研究及个例分析

辛乐  
【摘要】:人工增雨效果检验主要关注的是催化后云和降水过程是否产生了预期的变化,这首先表现在云和降水的宏微观过程有无明显变化,因此了解播云作业后的云微物理结构的变化是很有必要的。本文以河北省2009年4月18日和5月1日人工增雨外场试验为例,综合天气形势、地面降水资料、卫星云图、雷达资料以及机载粒子测量系统(PMS)等实测资料,探讨了云催化前后云微物理特征以及地面降雨量的变化。 4.18个例对云微物理特征分析发现:液态含水量平均值在催化后降低;作业后大粒子数增多,小粒子数相对减少;作业前后云粒子谱结构也发生了变化,催化前是不连续的多峰分布,以小云滴为主,催化后趋于平稳分布;云滴粒子浓度降低了,降水粒子大量增加。作业高度4800m温度是-8~-3℃,催化前过冷水含量较丰富,且随高度升高而增大,冰相粒子数目随高度增加而减少,当通过人工播撒催化剂增加该层冰晶后,产生了更多的雨元冰晶,它们在丰富过冷水的支持下长大成降水粒子,造成地面降雨量的增加。 一般来说层状云的形成过程是与大范围的有规则的上升气流运动或大范围不规则的扰动有关。在5.1个例中探测的是发展成熟阶段西风槽云系中部,为降水云系中部发展成熟阶段。作业云带东北西南走向,云顶高度大约5000m左右。整个过程液态含水量值相对比较低,云中的可降水量较小,开始作业阶段LWC平均值只有0.005 g/m3,作业后(4800m)15分钟左右液态含水量达到一个峰值,最大达到0.0937 g/m3。同一片区域5400m、6000m高度也分别达到最大值,LWC分别为0.0121、0.1406 g/m3。说明实施作业在一定程度上有促进了上升运动和加强了云体在垂直方向发展的表象。不同高度粒子浓度的变化趋势与液态含水量是相对一致的。在液态含水量最大的时段,4800m粒子浓度达到1400个/升,粒子平均直径大约是20微米;5400m粒子浓度接近1500个/升,对应的粒子平均直径不到35微米;而6000m的数浓度超过1600个/升,粒子平均直径为40微米。大云粒子浓度在4800m比较高,作业开始后大云粒子浓度降低了,降水粒子浓度出现大值区,但是总体上还是降低了。地面降雨量作业后影响区以及对比区都减少了,但是降雨面积比原来扩大了。


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