多普勒天气雷达资料在人工增雨作业中的技术应用

熊伟+孙丛

摘 要：沈阳市辽中地区应用的多普勒天气雷达强回波跟踪显示系统，目的是提高对强对流天气的预警、监测、服务工作的效率，通过对雷达数据的分析和提取，得到更加清晰的强回波图像，从而为本地短时预报预警、人工增雨等工作提供更详细的科学数据。

关键词：人工增雨；雷达；技术应用

我国是气象灾害频发的国家，气象灾害尤其是干旱灾害对农业生产和社会发展具极大的破坏力。经济越发达，气象灾害造成的损失就越大。近年来，我国许多地方都遭受了极端天气的破坏，对人民生命财产安全造成了极大地威胁，人工影响天气可以增加空中降水，是减轻和防御气象灾害、促进农业发展的有效措施。改变了中国几千年来农民“靠天吃饭”的被动局面局。应根据科学知识、利用科学数据、科学统一作业，充分利用多普勒天气雷达系统。

一、人工增雨作业

1.人工增雨技术相关概念

人工增雨技术是根据云层的情况如：云层高度、云层厚度、云层浓度、云层范围等，向云体播散干冰、丙烷、碘化盐、碘化铅、间苯三酚、四聚乙醛、硫化亚铁、食盐、尿素、氯化钙和水雾等，目的是改变云体的大小、分布方向等，促使大雨滴或冰晶的生成，使更多的云转化为雨水，或者在一定范围内促进大气的上升运动，使云体增大以得到更多降水。

2.人工增雨技术国内研究

现代人工增雨活动始于1946年，60多年来一直受到各国政府和公众的重视，其科学理论已被大量的室内实验、数值实验研究和外场试验所证实。 人工增雨一般有空中和地面两种作业方式。辽中区作为沈阳市主要农业示范区，对抗旱情是我区的主要任务。辽中区火箭人工增雨始于2002年，为了缓解我区农业旱情，我区主要采用地面打火箭弹方式，来实施人工增雨作业。

在进行人工增雨作业前，选择有利的作业地点、作业云系、作业时机、及催化剂量是火箭人工增雨成功的关键。充分利用“天时”“地利”，抓住时机及时降雨。

3.人工增雨技术国外研究

目前，全世界有20多个国家开展了人工影响天气的工作，美国、俄罗斯、以色列、乌克兰等国家的一些地区通过长期深层次的科学实验研究，应用了结合当地云雨特点的人工增雨技术，提高了人工增雨的有效率。其中，以色列于20世纪中期在其北部地区开展了飞机人工增雨计划，得到了理想的效果，又于1975年开始了以增加水资源为目的的人工增雨作业计划，取得了良好的经济效益，缓解了该地区的旱情。

4.适合作业的天气系统和云系

根据辽中区的地形和我区火箭增雨作业实践，结合雷达资料分析、论证，适合辽中区火箭人工增雨作业的云系有以下几类：

春季农田抗旱增雨作业，主要选择高空槽、冷涡相配合的地面气旋、锋面气旋、低压倒槽等明显的降水天气系统。

应对夏季旱情，增雨作业主要选择高空槽、低空切变与其相配合的地面天气系统是江淮气旋北上、河套低压倒槽、副高后部降雨带、台风减弱的低气压等比较强降水的天气系统。

二、多普勒天气雷达系统

1.多普勒天气雷达系统概念

多普勒雷达，又名脉冲多普勒雷达，是一种利用多普勒效应来探测运动目标的位置和相对运动速度的雷达。1842年，奥地利物理学家J·C·多普勒发现，当波源和观测者有相对运动时，观测者接受到的波的频率和波源发来的频率不同，这种现象被称为多普勒效应。波源和观测者相互接近时，接受到的频率升高； 两者相互离开时，则降低。多普勒雷达就是利用这种多普勒效应制造而成的一种脉冲雷达。脉冲多普勒雷达含有距离波门电路、单边带滤波器、主波束杂波抑制电路和检测滤波器组，能较好地抑制地物干扰。脉冲多普勒雷达可用于机载预警、机载截击、机载导航、低空防御、火控、战场侦察、导弹引导、靶场测量、卫星跟踪和气象探测等方面。

多普勒天气雷达系统是一种探测工具，主要在测量云、降雨和各种强对流天气等方面发挥重要的作用。多普勒的工作原理是测定散射体相对于雷达的速度，监控在一定条件下反演出大气风场、气流垂直速度以及湍流情况等。这对监测强对流天气等具有重要意义。

2.目标云的判别和跟踪

多普勒天气雷达是将所有探测到的回波强度都显示到一张资料图上，数据繁杂难以分析，分辨度不高，辽中地区多普勒天气雷达强回波跟踪显示系统通过对雷达回波资料的数据分析处理，目前可以将多普勒天气雷达探测到的周边百公里内的回波强度提取出来，可以在系统生成的图片上直观地看到特定强度的雷达回波所在的位置，工作人员在看图时对回波强度一目了然，从而达到对强对流天气的实时监视和实时跟踪，同时通过对云图的连续播放，还能推算回波的移向移速和演变趋势。在增雨作业中，能够迅速判断适宜作业的位置，能够及时通知增雨作业人員迅速赶往适合的地点进行作业，提高了增雨作业的有效率。在夏季出现较强回波的时候，还能够对强回波进行跟踪，监视其移动路径和发展趋势，提前对移动路径上的乡（镇）进行预警，提高预警、增雨作业效果。

3.多普勒雷达重要意义

多普勒雷达是目前世界上最先进的雷达系统，有“超级千里眼”之称。相较于传统天气雷达，多普勒雷达能够监测到位于垂直地面8-12公里的高空中的对流云层的生成和变化，判断云的移动速度，其产品信息达72种，天气预报的精确度比以前将会有较大提高。

三、结语

多普勒雷达系统的应用是我国气象事业的一大历史性创举，多普勒天气雷达在人工增雨作业中的技术应用，大大提高了增雨作业的实效性，对缓解我区旱情起了极大作用。

参考文献：

[1]王令.多普勒天气雷达及其应用：江西气象科技，1999.

[2]多普勒天气雷达的重要意义.中国百科网.

作者简介：熊伟，辽宁省沈阳市辽中区气象局 人工影响天气办公室主任。endprint