2014年昆明市常态化人工增雨效果区域对比分析

方夏馨，时永祥，孙 玲，卡蓉燕

(1.云南省昆明市气象局，云南昆明 650500;2.云南省气象局人工影响天气中心，云南昆明 650500)

2009年以来，昆明连续多年干旱，全市库塘蓄水严重不足。2010年，在昆明市委、市政府的正确领导下，市气象局大胆创新工作思路，在全省率先公开提出开展以增加水库蓄水为主要目的“常态化人工增雨”工作，实现时间上的连续性、空间上的全覆盖、作业上的精准化，提高昆明城市供水能力，切实解决昆明水资源短缺的矛盾，开辟新的水源以满足水资源的供需平衡，实现昆明市水生态环境的可持续发展，开展常年资源性人工增雨作业，开发利用空中云水资源，主动应对干旱加剧、水资源贫乏、气候变暖、降水减少等问题，减轻水资源短缺的影响危害和损失，弥补抗旱手段的不足和缓解水资源与用水需求的矛盾，在一定程度上能够解决地区性水资源短缺的问题。昆明市在主水源区建设人工增雨基地，开展常态化人工增雨，其经济、社会和生态效益潜力巨大，增雨效果得到了政府部门及相关单位的高度评价［1］。笔者在此采用区域对比分析法，利用2014年8次开展人工增雨作业的作业影响区和对比区ZQZ系列自动气象站雨量数据以及作业用弹量等信息，对2014年云龙、松华坝、清水海、柴河、大河水库实施常态化人工增雨的效果进行了初步分析。

1 资料与方法

1.1 作业影响区和对比区的选择 在增雨作业效果分析中，常受到地形和天气形势等各种因素差异的影响。因此，在确定作业影响区和对比区时，需要考虑剔除这些因素的较大干扰。翟羽等［2］利用显著性检验的聚类统计方法引入到浮动对比区历史回归方法中来选择对比区，减少了对比区选择的主观性和盲目性。程月等［3］通过对历史降水资料采用样本分析和区域调整等方法，探讨了影响区和对比区的相关性。该研究采用层次聚类法，把1960～2012年125个站20:00～次日20:00的历年年降水量作为样本，对变量进行分类，选用组间平均距离法来表示2个类别之间的距离，客观划分降水量时间变化相似的区域，再在选定的相似区域内进行增雨作业区和对比区的增雨效果检验分析。

针对云南气象站点年降水量的历年变化，使用聚类分析划分气象站点的16类结果按站点的自然地理分布呈现在二维地图上，得到相应的16个分区(图1)。昆明市云龙、松华坝、柴河、大河水库常态化人工增雨作业区域均在第10个分区，清水海水库常态化人工增雨作业区域在第11区。

据初步统计，昆明市2007～2013年5～10月期间出现降水天气过程的天气系统主要有川滇切变、低槽系统、静止锋、西行台风等(图2)。根据实际情况，结合昆明市常态化人工增雨作业区点落区，笔者在选定作业影响区和对比区时，将作业影响区自动站均选择在作业点附近10 km范围内，作业对比区自动站选择在距作业点10～30 km范围内。

1.2 效益检验评估方法的选择 国际上常用的人工增雨效果统计检验方法主要有区域历史回归分析法、双比分析法、区域对比分析法、序列分析法等，每一种统计分析方法均有其优缺点和适用条件［4］。为体现数据的统一性和可比性，根据昆明市实际情况，在此统一采用ZQZ系列气象自动站数据，选用区域对比分析法，计算常态化人工增雨相对增雨:令相对增雨量为R，目标区作业期实测雨量为Y，对比区作业期雨量为X，相对增雨量=目标区作业期实测雨量与对比区作业期实测雨量的比值减去1再乘以100%，即R(%)=(Y/X－1)×100%。

1.3 资料选取 选取了昆明市2014年8次开展人工增雨作业的降雨过程，对云龙、松华坝、清水海、柴河、大河水库进行增雨效果分析。

2 结果与分析

2.1 云龙水库常态化人工增雨效果分析

2.1.1 人工增雨作业点分布情况。云龙水库位于昆明市的北部禄劝县云龙乡的火期岔河村下游580 m，径流区面积745 km2，是保障昆明市可持续发展的最重要的水源水库，其多年平均产水量3.08亿m3，总库容4.84亿m3，为多年调节型水库。2014年云龙水库共设16个常态化人工增雨作业点，其中固定作业点6个、流动作业点10个。

2.1.2 作业区与对比区降雨情况。据统计，选取的8次降雨过程云龙水库共发射增雨火箭弹428枚。利用作业区10个和对比区12个ZQZ系列自动气象站(图3)这8次过程降雨量数据，采用区域对比分析法，分别计算出各次过程相对增雨量，得出这8次降雨过程云龙水库常态化人工增雨平均相对增雨量为38.6%。

2.2 松华坝水库常态化人工增雨效果分析

2.2.1 人工增雨作业点分布情况。松华坝水库位于昆明市北郊，距市区15 km，是昆明市主要的饮用水源。坝址在松华山的凤岭与莲峰之间，总库容2.19亿m3，多年平均产水量2.19亿m3，径流区面积为593 km2。2014年松华坝水库共设11个常态化增雨作业点，其中固定作业点4个、流动作业点7个。

2.2.2 作业区与对比区降雨情况。据统计，选取的8次降雨过程松华坝水库共发射增雨火箭弹180枚。利用作业区10个和对比区7个ZQZ系列自动气象站(图4)这8次过程降雨量数据，采用区域对比分析法，分别计算出各次过程相对增雨量，得出这8次降雨过程松华坝水库常态化人工增雨平均相对增雨量为22.7%。

2.3 清水海水库常态化人工增雨效果分析

2.3.1 人工增雨作业点分布情况。清水海水库为调蓄水水库，位于寻甸县仁德镇西14 km，总库容15 417万m3，径流区面积314 km2，2014年清水海水库共设常态化人工增雨作业点5个，其中有1个固定作业点、4个流动作业点。

2.3.2 作业区与对比区降雨情况。据统计，选取的8次降雨过程清水海水库共发射增雨火箭弹40枚，利用作业区1个和对比区4个ZQZ系列自动气象站(图5)2014年8次过程降雨量数据，采用区域对比分析法，分别计算出各次过程相对增雨量，得出这8次降雨过程清水海水库常态化人工增雨平均相对增雨量为6.0%。

2.4 柴河、大河水库常态化人工增雨效果分析

2.4.1 人工增雨作业点分布情况。柴河水库位于晋宁县六街镇与上蒜镇交界处，柴河水库总面积11.78 hm2，柴河源头位于六街镇，是晋宁县8条主要入湖河道之一，柴河全长14.11 km，径流面积306.18 km2。大河水库位于晋宁县晋城镇，淤泥河上游，水库库容为1 450万m3，集雨面积为44 km2。2014年柴河、大河共设4个常态化人工增雨作业点，其中2个固定作业点、2个流动作业点。

2.4.2 作业区与对比区降雨情况。据统计，选取的8次降雨过程柴河、大河发射增雨火箭弹68枚，利用作业区5个和对比区6个ZQZ系列自动气象站(图6)2014年8次过程降雨量数据，采用区域对比分析法，分别计算出各次过程相对增雨量，得出这8次降雨过程柴河、大河常态化人工增雨平均相对增雨量为7.7%。

2.5 8次降雨过程用弹量与各大水库相对增雨量对比分析 经统计，选取的8次降水过程各大水库常态化增雨作业共发射火箭弹716枚，其中云龙水库428枚，松华坝水库180枚，清水海水库40枚，柴河、大河水库68枚;云龙水库相对增雨量为38.6%，松华坝水库相对增雨量为22.7%，清水海水库相对增雨量为6.0%，柴河、大河水库相对增雨量为7.7%。可见，作业用弹量与水库相对增雨量呈正相关(图7)。

3 小结

通过对昆明市2014年8次开展人工增雨作业的人工增雨效果的初步分析，发现所选8次过程人工增雨作业影响区平均降雨量明显大于对比区平均降雨量，其中云龙水库常态化人工增雨平均相对增雨量为38.6%，松华坝水库常态化人工增雨平均相对增雨量为22.7%，清水海水库常态化人工增雨平均相对增雨量为6.0%，柴河、大河常态化人工增雨平均相对增雨量为7.7%，可见，全市主城主供水水库2014年平均相对增雨量为18.75%，作业用弹量与作业影响区相对增雨量呈正相关。

［1］方夏馨，时永祥，敖俊，等.2012年昆明市一次人工增雨效果对比分析［J］.科技创新与应用，2013(8):110 －111.

［2］翟羽，肖辉，杜秉玉，等.聚类统计检验在人工增雨效果检验中的应用［J］.南京气象学院学报，2008，31(2):228 －233.

［3］程月，徐学义，苗长忠，等.人工增雨效果检验中影响区和对比区选择的探讨［J］.山东气象，2012(4):21－27.

［4］王黎俊，李仑格，杨毅.人工增雨效果检验的统计分析［J］.青海科技，2003(2):36－38.