科學(xué)掌握水汽資源數(shù)據(jù)挖掘人工增雨潛力

張楠　李普慶　陳遠(yuǎn)征　張黎　付揚(yáng)　李繼

摘要：通過對(duì)衛(wèi)星探測(cè)的水汽通道亮溫資料研究，分析青藏高原水汽源地和通道，認(rèn)為水汽集中到達(dá)的地區(qū)正是朝陽地區(qū)。當(dāng)朝陽地區(qū)出現(xiàn)較強(qiáng)降水時(shí)，液態(tài)水汽占大氣水汽總含量的3%左右。由此數(shù)據(jù)可以說明，汽態(tài)水通過凝結(jié)等物理過程轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)水的比例只有總水汽含量的4%左右。朝陽地區(qū)則具有人工增雨潛力。

關(guān)鍵詞：水汽；人工增雨；衛(wèi)星探測(cè)

中圖分類號(hào)：P426；P481 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 001編號(hào)：10.14025/j.cnki.jlny.2016.10.079

遼寧省朝陽地區(qū)春季出現(xiàn)的降水云主要為層狀云、對(duì)流云和對(duì)流混合云。朝陽地區(qū)春、夏季的層狀云系降水出現(xiàn)幾率占20%左右，幾率為全年最低；對(duì)流云出現(xiàn)幾率為24%左右；對(duì)流混合云出現(xiàn)的幾率最高為60%左右。地面氣候參量如溫度、濕度、氣壓、風(fēng)主要表征底層大氣平均特征，而云型云量則表征對(duì)流層大氣低，中高層大氣熱力、動(dòng)力和水態(tài)特征，地面降水量作為降水過程終端產(chǎn)物，則包含有云宏微觀特征、云中成雨過程、云底到地面大氣層中諸多信息。全面科學(xué)地解讀這些信息具有科學(xué)和實(shí)用意義。

1 朝陽地區(qū)水汽資源現(xiàn)狀

水汽含量分布與季風(fēng)進(jìn)退關(guān)系密切，冬春季，朝陽地區(qū)主要受內(nèi)蒙古氣流控制，氣候干燥，水汽含量少。5月、6月、7月，朝陽地區(qū)水汽含量迅速增加，7月達(dá)到最高值，這就是造成夏季這里雨量集中地主要原因之一。

水汽含量的年際變化規(guī)律，相對(duì)濕度在7～9月全年最高值，12～2月相對(duì)濕度為全年最低；7～9月相對(duì)濕度在70%以上，低于臨近地區(qū)，說明朝陽地區(qū)空氣較干燥，水汽含量較低，其變化趨勢(shì)與相對(duì)濕度大致相同，最高值出現(xiàn)在7月，1月為全年最低。

2 水汽和液態(tài)水的關(guān)系

大氣中的水80%以上是以水汽為主，水汽本身是沒有辦法形成降水，只有在云系中的液態(tài)水才能通過自然過程或人工影響天氣產(chǎn)生降水。人工增雨的水汽資源條件可定義為云系中沒有通過自然過程轉(zhuǎn)化為降水過程中的過冷液態(tài)水。水汽條件不能夠準(zhǔn)確得反映云系中人工影響天氣的潛力。在朝陽地區(qū)有云沒雨的條件下，水汽與液態(tài)水之間的比值一般為60～2100，平均值為471，液態(tài)水在大氣中所占的份額一般不到2%。在有降水時(shí)，水汽與液態(tài)水比值一般為30～100，平均為90，液態(tài)水在大氣總含量中所占份額一般不超過3%，當(dāng)有強(qiáng)降水時(shí)，液態(tài)水占大氣總含水量的5%左右。

人工影響天氣作業(yè)的最佳選擇時(shí)機(jī)是作業(yè)成功與失敗的關(guān)鍵。人工影響天氣作業(yè)的最佳時(shí)機(jī)是在時(shí)間上對(duì)作業(yè)云正處在發(fā)展最好、水汽含量最豐富的時(shí)候，要求正確判斷云系催化的最大潛力作業(yè)區(qū)。給人工影響天氣在作業(yè)時(shí)機(jī)的選擇上，提供了一個(gè)新的途徑。人工增雨作業(yè)條件的分析直接關(guān)系到作業(yè)的效果。由于降水過程的復(fù)雜性及探測(cè)技術(shù)手段的局限性，對(duì)選擇作業(yè)時(shí)機(jī)帶有盲目性。水汽和液態(tài)水汽條件能夠?qū)崟r(shí)地、準(zhǔn)確地、有效地把地面系統(tǒng)反映到人工影響天氣作業(yè)潛力中，從而能夠隨時(shí)隨地掌握作業(yè)的最佳時(shí)機(jī)，使人工影響天氣作業(yè)時(shí)機(jī)在選擇上更準(zhǔn)確、客觀。一般情況下，云發(fā)展更高、含水量更豐富。

3 朝陽地區(qū)人工影響天氣作業(yè)潛力分析

分析表明：在有云系但無降水時(shí)，水汽與液態(tài)水的比值一般為60～2000，平均值為391，液態(tài)水在大氣總水量中所占比例一般不到2%。在有降水時(shí)，水汽與液態(tài)水比值一般為30～100，平均值為90，液態(tài)水在大氣總水量中所占比例一般不超過3%。如果進(jìn)行人工增雨作業(yè)，將大氣中汽態(tài)水轉(zhuǎn)化為液態(tài)水的比例增加1%，可能增加降水量將在30%以上。此時(shí)，具備人工影響天氣作業(yè)潛力。

4 結(jié)語

科學(xué)人工增雨就是在有降水云中部分“復(fù)制、再現(xiàn)自然降水過程”，以加大降水元數(shù)目和對(duì)降水云增長層中水凝物轉(zhuǎn)化效率。自然界中具備降水云增長條件而缺乏降水元的云是少見的，這是人們通過實(shí)踐對(duì)早期人工增雨理想概念的修正和完善。大量的云是具備降水元形成能力但不完全或不具備提供降水元增長云環(huán)境是常見的，這是人工增雨應(yīng)引起重視的現(xiàn)實(shí)。