人工影响天气作业条件预报技术研究.docx

    人工影响天气作业条件预报技术研究    Summary：利用预警产品及雷达资料、卫星资料和地面降水实况资料，应用大数据云平台·  天擎及当地气象业务服务天擎应用平台，对天气系统进行监测分析，对临近作业1小时内人工影响天气作业条件进行分析研判，结合本地作业天气概念模型和作业指标，制作并下达地面增雨（雪）、防雹作业指令，包括作业目的、作业站点、装备类型、作业方式和作业参数等确保作业科学精准到位Keys：人工影响天气；作业条件；监测；研判Research on the forecasting technology of weather modification working conditions Yang Jun hao(Meteorological Bureau of Lincang , Lincang yunnan  677099,china)Abstract: using early warning products and radar data, satellite data and ground precipitation live data, using big data cloud platform day qing and local meteorological business service day qing application platform, monitor the weather system, analyze the weather weather conditions, combined with local working weather concept model and operation index, production and issued the ground rain (snow), hail operation instructions, including operation purpose, operation site, equipment type, operation and operation parameters, etc. Ensure that the operation is accurate and accurate. Key words: weather modification; operating conditions; monitoring; research and judgment1. 研究的内容根据监测预警产品及雷达资料、卫星资料和地面降水实况资料，应用大数据云平台·天擎及临沧气象业务服务天擎应用平台[1]，  主要研究本地各类天气系统与各县（区）作业点地理信息配合的作业时机研究，监测预警产品及雷达资料、卫星资料和地面降水实况资料，对临近作业1小时内作业条件进行分析研判，结合本地作业天气概念模型和作业指标，制作并下达地面增雨（雪）、防雹作业指令，包括作业目的、作业站点、装备类型、作业方式和作业参数等。

确保作业科学精准到位结合省、市级人工影响天气作业潜力预报和作业预案，人工增雨作业预报指导产品、人工防雹作业指导产品和强对流潜势预报指导产品，利用省级人工增雨防雹作业指挥系统，结合本地天气气候分析，通过人机交互分析设计本辖区内未来24小时作业预案（包括作业潜力区、作业时段、作业方式等），提前1-3小时实现对作业云块提前分析对作业点选择，作业高度；及炮架仰角等进行提前调整，实现最有效作业 2. 研究方法2.1人工增雨作业条件预报方法2.1.1我们可以结合雷达资料分析，观测未来几小时内云团的变化，根据其移动速度和生消情况，判断其到目标区上空的时间，并在到达1小时前较精确地量化分析其强度，大致计算出需进行催化的用弹量，通过人机交互分析设计本辖区内未来24小时作业预案  （包括作业潜力区、作业时段、作业方式等），提前1小时做好准备并及时发布针对县（区）作业点的作业时机指令，以实现科学、精准高效作业2.1.2结合当地气象预报，当一个天气过程即将影响本地时，提前72-24小时进行分析预判根据省级人工影响天气下发的监测预警产品及雷达资料、卫星资料和地面降水实况资料，应用大数据云平台·天擎及本地气象业务服务应用平台，结合当地天气雷达历史观测资料及自动观测站实际降水历史资料分析，当云团雷达回波达相应强度时（一般为40dbz左右），预判云团覆盖的区域就可能出现降水强度，提前1小时预报作业位置，大致用弹量。

2.2人工防雹作业条件预报方法2.2.1 强对流云团是否会生成冰雹，主要看其垂直结构，但是由于雹云结构经常是三维非对称结构，不是任何一个垂直剖面皆可以反映它的成雹特征，雹云的降雹区远小于雨区，降雹带一般成图1线状分布或“跳跃”分布，且成雹结构云体只占整个云体的一小部分并有一定走向，因此，我们引入雹云“零线”结构概念，如图1[2]，给出了雹云零线结构中的零线领域内的入云—出云流场、主上升气流场、水凝物粒子回波场间的配置特征及在零线结构效应作用下，一个长成大冰雹的大粒子运行增长轨迹的示意图                            图22.2.2为了更直观地展示雹云剖面特征，这里采用Browning等给出的冰雹云剖面图如图2[3]，其中红色的线为零线在实际观测的情形中， 一个雹云团可以有多个零线结构，且走向也有差异，如图3[4]我们要结合天气雷达实时观测资料和历史资料记载进行具体分析，一般地，当云团雷达单体回波达50dbz以上时，云团覆盖的区域就可能出现冰雹，我们应用VIL（垂直累积液态含水量）和CR（雷达回波）产品及正、负速度区进行实时跟踪观测[5]，提前3-1小时提前预判，如果防雹是火箭作业，需提前作业，一般地，火箭作业在雷达回波达45dbz以上时，或高炮作业雷达回波达50dbz左右时，就要提前向目标区下达作业指令进行作业，破坏云体零线结构，从而达到消雹的目的。

但是当VIL值跃升时可以判定即将发生冰雹，此时作业也无法消除冰雹，往往是炮响雹落                           图 32.2.3在实际工作中，零线结构与雷电云间频闪关系密切，零线效应把粒子群向零线集中，由于零线上下的温度和荷电（正负）差别，造成零线结构区云闪频发，因此，闪电中心就是零线结构区，就是人工防雹作业的合适部位另外，由于零线结构跨越主上升气流区并伸展到最大上升气流顶端，这里温度低，水汽、水凝结物充足，成为一个冻并—凝冻增长的极佳环境，零线结构及其效应可从多方向动态地“兜住”冰雹，非常有利于大冰雹的形成，因此，通过作业破坏零线结构是防雹的关键3.研究结论 3.1增雨作业应在雷达回波达40dbz左右时，即可准备开展作业；3.2 防雹作业标准：火箭作业在雷达回波达45dbz以上时，或高炮作业雷达回波达50dbz左右时，即可准备开展作业；3.3 防雹作业时，作业的有效部位就是对准闪电的位置作业，才能有效消除降雹云3.4当VIL值跃升时，  可以判定即将发生冰雹，此时作业已没实际意义该研究结论从实际工作提取一些代表性个例研究人工增雨防雹的预报技术对现实工作具有一定参考作用，为科学精准高效人工影响天气作业具有一定的意义。

4.研究的局限性4.1依据天气雷达预报虽然直观，但实际工作中还是要结合地方性天气系统研判，另外有的地区雷达资料样本数量有限，数据普遍性和代表性仍有局限性4.2人工增雨防雹作业科学原理仍有很多争议，需在实际工作中不断积累经验，不断加以完善4.3随着人工增雨防雹作业手段的更新与发展，技术手段也将同步发展，研究方法也将同步发展5.拓展与完善5.1充分利用天气雷达资料和地面自动气象站观测资料分析，依托应用大数据云平台·天擎及当地气象业务服务应用平台，详细深入分析，解决作业预报的难点5.2不断查找相关关文献，进一步完善研究方法，为科学高效精准人工影响天气作业提供参考Reference：[1] 云南省人工影响天气业务现代化建设三年行动计划（云南省气象局 2015-2017）[2] 许焕斌 等零线结构概念示意图 （2020）[3]  Browing et al. 在美国的雹云特征剖面图基础上加工后所显示的零线结构图 （1976）[4] 范浩等 2018年5月12日邢台17:00的雹云回波零线结构 （2019）[5] 气象出版社，多普勒天气雷达资料分析与应用 （p144-p150）  -全文完-。