2018年5月1日吉林省一次飞机人工增雨作业个例分析

崔红,谷笑楠,李旭

摘要：吉林省位于中纬度欧亚大陆东部，每年春季受地理位置、地形结构、西风带环流和天气系统影响，干旱、多风，对春耕春播和森林防火非常不利。人工增雨作为防灾减灾的有效手段，已经得到社会的普遍关注和充分认可，人影工作者对增雨作业潜力准确地分析，及时把握作业时机，选择适当的催化手段，是科学开展增雨作业的重要条件。本文使用云降水精细化分析处理系统（简称CPAS系统）中的相关产品，以吉林省2018年5月1日一次高空槽和切变线天气过程飞机人工增雨作业为例，对作业需求、天气形势、云系结构和微物理特征、作业效果进行了详细分析。

关键词：增雨；CPAS模式；FY-2反演产品

中图分类号： S423.9 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/j.cnki.jlny.2018.18.083

1 需求分析

4月30日全国气象干旱综合检测图及吉林省气象灾害预警显示（图1），吉林省西部有轻度旱情，部分地区有中度旱情，全省森林草原火险等级均为3级。科学及时的开展人工增雨作业，是缓解旱情、降低森林火险等级，改善生态环境的有力保障。

2 天气形势和云系特征分析

2.1 天气形势分析

根据EC模式500hpa位势高度和850hpa风场4月30日20时起报的5月1日08时预报分析（图2），吉林省处于高空槽前偏北气流控制之下，中东部存在气旋，东部处于切变前部的西南急流中，有利于水汽输送，地面对应低压，系统将逐渐东移影响吉林省。

EC模式700hpa相对湿度和EC模式850hpa水汽通量（图3）显示，吉林省东部相对湿度达到70%以上，水气输送条件比较好，有利于降水的形成。

2.2 探空云分析

2018年5月1日08时探空云分析产品（图4）显示，吉林省东南部地区上空有云系覆盖。长春0℃层高度在2615m，-10℃层高度在3701m；临江0℃层高度在2665m，-10℃层高度在4082m，湿层深厚；延吉0℃层高度在2615m，-10℃层高度在4082m，为多层云结构；700hpa均以偏西风为主。

2.3 云系特征对比分析

利用FY2卫星反演产品（黑体亮温）和MM5模式预报5月1日09云带（图5）进行对比：5月1日09时～13时，实况云系呈带状分布在吉林省的通化、白山、延边地区，西南至东北走向，云层较为深厚，云体比较密实。将模式预报的几个时次的云带和FY2卫星云带进行对比，云系均为自西南向东北方向移动，云带的移向和移速相近，模式预报云带与实况对应较好。因此，可以利用 MM5模式云预报对人工增雨潜力进行分析，指导飞机人工增雨作业。

2.4 云垂直结构分析

MM5模式预报5月1日09时-13时，吉林省东部地区一直有云带维持，云层较厚，云体较密实，云顶较高，云底高度1800m，云顶高7000m，过冷水含量在0.1g/kg，主要集中在0～-20℃，过冷水层高度在2500～6000m，云中冰晶浓度为10个/L，含量较少，吉林省东南部地区典型时刻云系垂直结构显示（图6），云中存在一定的过冷水，过冷水范围较大。综上分析，云系影响区域有一定的增雨作业潜力。

3 作业效果分析

3.1 作业概况

新舟60增雨飞机5月1日08：35从长春龙嘉机场起飞，本场温度为11℃，起飞后爬升至4500米，0℃高度为1800米，云底高度为3200米。9：21经双阳、磐石、梅河进入通化、柳河第一作业区，下降高度至3900米并开始作业，作业云层温度-8℃，机翼出现结冰，空中较颠簸，冰晶离子增多。10：01进入靖宇、抚松、白山第二作业区，保持高度3900米继续作业，作业云层温度-8℃，作业区内最大云粒子浓度350个/cm3，最大液态水含量0.4g/cm3，10：40完成第二作业区作业。飞机于11：22进入汪清、延吉、龙井第三作业区，作业高度为3900米，作业云层温度：-11℃，作业前半段最大云粒子浓度300个/cm3，最大液态水含量0.2g/cm3；作业后半段基本处于第二层云云顶，由于飞机在山区飞行，故未下降飞行高度，催化剂从云顶向下播撒入云中，飞行至敦化作业结束后返回长春龙嘉机场（飞行轨迹见图7）。

整个飞行过程中，影响云系为冷云，作业高度处于3900米以上，作业方式选择垂直于高空风水平耕云式穿飞，焰条播撒时间为09：21～12：21，用量為19支，焰弹播撒时间为09：36～11：44，用量为183枚，催化剂播撒充分。

3.2 作业效果

根据5月1日08时临江站探空数据插值得到作业高度上（3900m）的风向风速为西南风20m/s。将每段飞行轨迹作为催化线源，假设催化影响时间为三小时，计算得到作业影响区，并在垂直于系统移动方向影响区上下约10公里确定对比区，由于第一作业区与第二作业区在同一直线上并相邻较近，故第二作业区的对比区选择在第二作业区的左侧，见图8。

作业影响区和对比区降水量：

第一作业区：作业影响区面积2990.78平方公里，平均雨量 0.25毫米，总降水量74，77万吨；对比区面积2990.78平方公里，平均雨量0.22毫米，总降水量65.94万吨；增雨量约 8.97万吨。

第二作业区：作业影响区面积5451.23平方公里，平均雨量0.18毫米，总降水量98.12万吨；对比区面积5451.23平方公里，平均雨量0.15毫米，总降水量82.36万吨；增雨量约16.35万吨。

第三作业区：处于系统云系边缘，由于作业条件不好，导致作业效果欠佳。

4 结语

通过对本次个例天气形势、云系特征、增雨潜力、作业实况、作业效果等分析，得到如下结论：本次作业过程，天气形势为高空槽和风切变共同作用，低空有水汽输送，水汽、动力条件较好；飞机作业云系处于发展阶段，云层较深厚，云体较为密实，云中含有一定的过冷水，过冷水范围较大，冰晶含量较少，增雨潜力较好；飞机作业处于系统云系边缘时，作业效果欠佳。

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作者简介：崔红，本科学历，工程师，研究方向：人工影响天气。