通遼市飛機人工增雨作業天氣指標研究

李 洋

(通遼市氣象局，內蒙古 通遼 028000)

飛機人工增雨作業天氣指標是開展飛機增雨作業的關鍵[1]。符合指標的云系經過飛機作業后能達到較好的效果，不符合指標的云系飛機作業后或許發生負效果。因此，適合的飛機人工增雨作業天氣指標是人工增雨預報、決策及作業的重中之重。

通遼地區目前缺乏明確指標，飛機增雨作業天氣指標建立后，能夠減少決策的主觀性、隨意性，增強客觀性、科學性，進而實現早預報、科學謀劃、高效作業的目標。同時，逐步解決飛機人工增雨業務在實際進行作業時的盲目性，為作業從主觀決策向客觀決策轉變提供依據，可以為附近氣候條件類似的地區提供借鑒和依據。

1 數據資料

對通遼市2012年-2016年共68架次飛機人工增雨作業進行分析。選取的數據包括：飛機作業信息、歷史天氣圖、GPS/MET觀測資料(2016年)，相應時段探空資料(通遼市)、地面降水資料，雷達資料(通遼市)。

2 研究結果

使用飛機作業信息與地面降水資料，篩選出作業條件及效果較好的個例為30架次，本文對這30架次開展飛機人工增雨作業天氣指標的研究分析。

2.1 天氣系統條件

分析30架次的歷史天氣圖，并使用700hPa天氣圖的環流特征，將天氣形勢分成蒙古冷渦型、華北低渦型、西來槽型、東北冷渦型這4種類型。

分析結果表明：作業條件與效果較好的個例主要受西來槽型、蒙古冷渦型的影響。其中有36.7%效果較好個例為西來槽型，30.0%個例為蒙古冷渦型，這兩種系統所占比例達66.7%，在各種影響系統中最多。同時，這兩種天氣形勢條件好、持續時間久，經常維持2天或更長時間，大多能夠作業2～3架次。其次為華北低渦型，為20.0%，東北冷渦型最少，為13.3%。

2.2 水汽條件

利用通遼市科爾沁區站2016年1月-2016年12月GPS/MET觀測資料與探空資料反演大氣水汽含量，總結通遼市不同季節天氣系統降水(增雨)水汽指標。

結果表明，降水發生前GPS/MET資料顯示有一段時間水汽的積累，等水汽達到峰值時出現降水，可能云中水汽已積累到飽和狀態。此外，降水發生于水汽減少階段，可能是因為降水消耗大量水汽，開始降水后大氣總水汽含量有快速下降的階段。

表1 通遼市不同季節天氣系統降水(增雨)水汽指標(mm)

2.3 雷達回波結構指標

飛機人工增雨作業的主要對象為穩定層狀降水云系[2]。穩定性降水的多普勒雷達強度回波具備連續成片、較大水平范圍、均勻幕狀的特征。穩定性降水強度回波在雷達PPI顯示多呈連續片狀或絮狀，面積范圍不均，有時為獨立面積較小的回波，有時布滿全部雷達。面積較大的雷達回波，其邊緣因為受降水區的衰減作用與雷達波脈沖寬度等的影響，常常顯得比較模糊和發毛，但整體上其回波強度表現仍較為均勻，飛機人工增雨作業的對象主要就是這種大面積的穩定性降水回波。

此外，弱的混合性降水云系同時也為飛機人工增雨作業的重要對象[3]。弱的混合云是由層狀云與弱積狀云組成的混合體，也就是在大范圍的層狀云中夾雜著少許弱的積狀云，由混合云降水產生的雷達回波稱為混合云降水回波。弱的混合性降水回波在雷達PPI顯示多呈大面積層狀云回波中摻雜著一個個并不十分緊密的團塊，其中心回波強度強于穩定性層狀云，弱于一般的積狀云，這些回波團塊有時候呈一條排列整齊的短帶。

表2 內蒙古通遼市飛機增雨作業天氣指標

因飛機作業需要提前2h確定作業區域，本研究采用飛行前1h～3h的雷達資料，同時考慮到飛行作業時的回波，雷達掃描半徑是200km，回波強度PPI圖像采用掃描角度0.5°，回波頂高與垂直液態含水量圖像的掃描范圍在0.5°～19.5°。本次研究共計查閱約5 670余張雷達回波強度(反射率因子)、垂直液態含水量、雷達回波頂高圖片。

可以建立適合通遼地區飛機人工增雨作業云系的雷達回波指標，供飛機人工增雨作業決策時使用。具體指標如下：①雷達回波呈現大面積片狀、大面積片絮狀與大面積片帶狀，同時，絮狀與帶狀的中心強度不能過強；②雷達掃描半徑為200km時，回波大小應能夠覆蓋1/4以上掃描區域，即面積超過30 000km2；③雷達基本回波強度在15dBZ以上，主體回波強度在25dBZ以上，回波中心強度通常最大為35dBZ，若超過，回波連續范圍也不能過大；④回波基本頂高應超過2km，回波主體頂高應超過3km；⑤用垂直累積液態含水量作為輔助參考指標，基本值和主體值應超過1kg/m2，最大值在15kg/m2以下。

3 結論

總結得出通遼市飛機人工增雨作業的天氣指標，見表2。