2013年春季甘肃省一次人工增雨过程分析

黄山等

摘要 从增雨作业前期需水情况、天气形势、数值模拟、作业条件及航线设计、增雨作业情况、作业效果等方面对2013年4月28日甘肃省开展的一次飞机人工增雨作业过程进行了分析，结果表明，增雨作业效果明显，增雨作业区域普降中到大雨，有效地缓解了旱情。

关键词 人工增雨；航线设计；作业效果；甘肃省；2013年春季

中图分类号 P482 文献标识码 A 文章编号 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

甘肃省是我国干旱、半干旱农业区和荒漠化严重地区之一，也是黄河、长江上游的重要水源补给区，在国家生态文明、保护生态环境建设中具有战略性、全局性和典型性、示范性。在全球气候变暖及“十年九旱”的背景下，甘肃省生态治理涉及面广，恢复周期长，治理难度大。

甘肃省是全国水资源比较匮乏的地区之一，干旱问题尤其严重，工农业生产和人民生活用水短缺，直接影响经济持续稳定发展，因此迫切需要利用飞机人工增雨技术提高云水资源降水率、缓解水资源短缺、改善农业生产条件、缓解城市供水困难、降低森林草原火险等级、增强生态自然恢复能力，保障国家生态屏障建设和经济社会发展。

本文分析了2013年4月28日甘肃省的一次人工增雨过程，对当地的需水情况、天气形势、降水预报、增雨条件、航线设计、实时指挥和作业效果等进行了讨论，旨在为以后本地的人工增雨工作提供依据。

1 需水情况分析

全国干旱综合监测情况如图1所示，2013年4月27日在甘肃省中部及河东地区存在较为严重的旱情，其中甘肃省中部地区存在特旱的极端天气，甘肃省大部地区急需一场降水来缓解旱情。

2 天气形势分析

2013年4月28日8：00 500 hPa（图2a）上，河东大部分地方处在高原槽前西南气流中，湿度较大，700 hPa上河西偏东风风速较大。预计未来24 h，高原短波槽东移，槽前西南气流发展加强，甘肃省武威以东有一次较明显降水过程。700 hPa（图2b）上偏东风与东南风的辐合区位于甘肃省南部偏南地方，且前期气温较高，冷空气的入侵有利触发对流不稳定，上述地区局部可达中到大雨。另外，北部冷高压东移，同时南疆热低压发展，气压梯度增大，河西有5～6级偏东风，局部地方有沙尘。4月30日，甘肃省大部为西北气流控制，高原仍有小波动东移，偏南地方有降水。

3 降水预报

3.1 兰州中心气象台预报

2013年4月28日白天至夜间，甘南、临夏、定西、陇南、天水、平凉等州市多云转阴有小雨，部分地方有中到大雨；武威、兰州、白银、庆阳等市多云转阴，部分地方有小雨或阵雨；省内其余地方多云，有5～6级偏东风，局部地方有沙尘。4月29日白天至夜间，甘南、临夏、定西、陇南、天水、平凉等州市阴有小雨或阵雨转多云；河西5个市有4～5级偏东风，局部地方有沙尘；省内其余地方多云。4月30日白天至夜间，临夏、甘南、定西、陇南等州市多云间阴，部分地方有小雨或阵雨；河西5个市多云或晴，祁连山区东部阴有小雨或阵雨；省内其余地方晴或多云。

3.2 数值模式预报

对各种数值预报模式进行分析，由图3a可以看出，2013年4月28日在甘肃省中部及南部有降水，降雨量级为中雨；由图3b可以看出，28日在甘肃省中南部有降水，降雨量级为中雨；图3c可以看出，28日在甘肃省中南部有降水，降雨量级为小到中雨；由图3d可以看出，甘肃省中部及南部，河东地区有降水，中部为小到中雨，南部及河东地区有中到大雨；由图3e可以看出，甘肃省南部及河东地区有降水，降雨量级为中到大雨。

综合来看，多个模式对甘肃省这次的大范围降水过程预报较为一致，由数值模式预报得出结论，甘肃省28日前后在武威以东地区有中到大雨出现，且该次过程范围较大，持续时间较长，有很大的增雨潜力，适合开展飞机人工增雨作业。

4 作业条件及增雨实况

4.1 增雨航线

T-Td（温度露点差）是开展飞机人工增雨的一个重要指标，其值越小，表明相对湿度越大，水汽含量越接近饱和，即越适合开展人工增雨，T-Td≤4 ℃为湿区[1]；由T-Td的分布（图4）来看，甘肃省西南部及河东地区非常适合开展飞机人工增雨作业。根据对目前人工增雨催化剂碘化银的检测结果，碘化银适宜播撒的温度范围为-15～-5 ℃[2-3]，并根据500 hPa所对应的高度，本次飞机增雨设计的航线飞行高度为4 500～5 500 m。

由2013年4月28日12：00卫星云图及兰州地区雷达回波（图5），可以看出本次天气过程为典型层状云降水过程。考虑到空域因素，同时结合兰州中心气象台预报及数值模式预报，为了使增雨效果达到最好，省人影办经过多方面考虑设计本次飞机人工增雨飞行航线为中川—临夏—陇西—天水—会宁—中川（图6），并向兰空申报了13：00开始的增雨飞行计划。

4.2 实时指挥

在人工影响天气领域中，云中的液态水含量在一定程度上表征过冷水的含量，而过冷水含量是衡量区域人工增雨潜力和评估增雨作业条件的重要指标之一[4-5]。省人影办通过对实况卫星云图变化及雷达回波变化的监测，经GPS通讯系统始终与增雨飞机保持联络，密切关注天气变化，并及时修正作业方案，保证了增雨飞机在上空存在过冷水的地区实施播撒，提高了飞机人工增雨的科学性和有效性。本次增雨飞行作业时间为12：55—17：30，作业航线（区域）为中川—临夏—陇西—天水—会宁—中川，作业面积77 099 km2，碘化银用量为1 250 g，液氮用量为180 L。

5 作业效果

从2013年4月29日8：00 24 h降水实况（图7）可以看出，在增雨飞行区域普降中到大雨，实际降雨量均大于预报量（兰州中心气象台预报大部分地区为小雨），因此这次飞机人工增雨的效果十分显著。

从2013年5月1日全国干旱综合监测情况（图8）与2013年4月27日全国干旱综合监测情况（图1）的对比来看，甘肃地区的旱情得到了有效缓解，甘肃大部地区经一场大范围降水过程后特旱区消失，大部地区转为轻旱，这也从侧面说明了本次飞机人工增雨的效果。

6 结语

甘肃地区的水资源匮乏，因此作为人影工作者，应当抓住一切有利实际开展人工增雨作业，有效利用每一次天气过程。科学地对每一次降水过程作全面的前期分析是十分有必要的，在前期合理地规划作业区域、作业范围、作业高度，制订详细的作业方案，这样就能使飞机人工增雨更加高效。在增雨作业后，及时总结每次作业的经验，尽快建立适合本地的人工增雨模型，这样就能为未来的人工增雨工作提供经验和借鉴。

7 参考文献

[1] 连志鸾，段英.一次层状云降水过程人工增雨时机与部位选择探析[J].中国生态农业学报，2006，14（2）：168-172.

[2] 刘诗军，胡志晋，游来光.碘化银核化过程的数值模拟研究[J].气象学报，2005，63（1）：30-40.

[3] 李迪飞，毕武，宋欣，等.人工催化消雷纳米级碘化银成核率与核化速率的研究[J].林业机械与土木设备，2011，39（10）：26-28.

[4] 翟晴飞，袁健，敖雪，等.2012年辽宁夏季一次人工增雨过程的分析[J].江西农业学报，2013，25（4）：94-99.

[5] 袁健，赵姝慧，张维权，等.云中液态水含量在人工影响天气中的应用[J].安徽农业科学，2011，39（1）：508，602.