人工降雨防旱作業方案設計透析

前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了人工降雨防旱作業方案設計透析范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請閱讀。

利用火箭進行人工增雨作業時，AgI是按火箭彈的拋物線彈道軌跡在云層中播撒的，播撒后在云層中形成一條線柱狀催化帶，播撒高度和距離隨著弧形彈道軌跡的變化而變化。播撒完成后，火箭降落傘自動彈出并打開，帶著彈體緩慢降落。整個播撒過程可以看見一條弧形的彈道催化帶(煙霧帶)，播撒是在移動中完成。播撒起始高度可通過調整發射架的射角來完成，射角越高，起播點和播撒最高點的高度都會增加，始播點和終播點之間的水平距離相應減少。不同發射仰角對應的各播撒參數見表1［18］。在實際開展人工增雨作業時，要考慮云頂高度、云中0℃層高度、云體的水平尺度、云中液態水含量、以及云中上升氣流的分布等，選擇適當的射角、方位和作業時機，盡可能將AgI播撒到最有效的區域，避免部分催化劑逸出云體，導致在云外無效播撒。增雨作業催化劑桂林的人工增雨都是采用冷云催化技術，即通過在云中負溫區播撒AgI，增加冷云的凝結核，增加云中水汽轉化為雨滴降到地面的效率。AgI為冷云成冰核，催化過程的有效冰核數量與環境溫度有關，云中溫度在－4℃～－20℃范圍內，核化率最大。比較理想的作用溫度范圍在－6℃～－12℃區域。當AgI在這個高度層內播撒就能夠更好的發揮AgI的成冰核作用，

夏秋季作業方案

積雨云特征夏秋季節地面及近地層溫度高，對流容易發展，即夏秋季節的降水主要產生于積雨云系。由于對流的作用，積雨云層發展深厚，云中對流旺盛，含水量大，且含大量的過冷水，為火箭作業催化提供了較好的條件。但積雨云系一般是水平尺度小，垂直厚度大，生命周期短，陣性降水為主，強度雖大，但分布不勻。根據這些特點，增雨作業的時機選擇非常關鍵。積雨云從發展到消亡，一般可以分為3個階段，即初生階段、發展成熟階段和消散階段。初生階段以上升氣流為主，從積云底部到頂部均為上升氣流，上升氣流一般在云底較小，到云中上部達到極大;發展成熟階段云體移動前方仍以上升氣流為主，云體移動的后方盛行下沉氣流;到了消散階段，云體上下基本都以下沉氣流為主。因此，為有效增雨，保證AgI直接進入云中上升氣流區，并達到相應的數濃度。選擇積雨云增長階段是人工催化的最好時機，作業時要盡可能把AgI播撒到上升氣流強、含水量豐沛的區域，一般情況是選擇發射方向對準云體移動的前部上升氣流的人流區域進行作業［19－20］。作業條件分析夏秋季節以對流云降水為主，0℃層高度較高，一般都在5km以上，對流云層厚，一般不容易打穿，所以作業仰角選擇盡量偏高，但由于桂林上空，飛機比較多，受空域管制的限高，一般選用60°～70°的作業仰角為好。要注意盡可能作業到上升氣流區，利用上升氣流帶動AgI上升到0℃層以上高度。根據對流云前方多為上升氣流的特點，夏秋季節注意選擇對流云作業，認真分析雷達回波的演變，選擇回波單體移動的前方作業［18］。一般要考慮雷達回波強度在30～40dbz的范圍，回波頂高度在9km以上，由于播撒的催化劑不可能全部到達0℃層高度，所以作業用彈量要比冬春季節增加。作業實施方案根據桂林多年人工增雨作業情況的效果檢驗，比較成功的作業方案可以總結為:根據抗旱工作的需要，密切監視天氣雷達的降水回波演變，如果有30dbz以上強度降水回波可能影響作業區，作業人員立即做好作業的準備，填裝好火箭彈，一般每次填裝4枚，將發射架仰角調到62°，方向對準降水云團移來的方向，降水回波進入影響區域，立即申請作業。作業時，每發射一枚火箭彈，將發射架仰角調高2°，即采用垂直扇形發射。因為空域批準的時間限制，調整發射方位需要時間長，難度大，所以選擇調整發射仰角容易。發射完4枚火箭彈，如果需要繼續作業，則需要重新準備，另行申請作業。

冬春季作業方案

作業條件分析冬春季節，桂林地區基本上是受冷空氣影響，以層狀云降水為主，由于層狀云中對流發展不強，云體的垂直厚度較薄，0℃層高度在3700～4500m之間。受大尺度天氣系統的影響，云系范圍較大，云層穩定，云內含水量雖然較小，但地面降水量分布均勻，持續時間較長。表現在雷達觀測資料圖上，回波頂高較低，一般低于10km，回波強度在25～35dbz之間，覆蓋面積較大，分布均勻。研究表明:這類過冷云中無冰晶時，它是穩定的，一旦云層中出現了冰水共存狀態，就會產生蒸凝過程，發生冰水轉化。人工增雨催化劑(AgI)的作用就是制造冰晶，破壞層云的穩定結構。由于層狀云中上升氣流速度較小，不可能由上升氣流將AgI帶到過冷水集中區，所以催化播撒層高度應盡可能高些，以提高增雨效率。但又由于云層較薄，過高作業播撒很可能播撒到了云頂以外，形成無用播撒，統計計算表明，桂林地區冬春季節作業仰角選用55°～62°為宜。作業操作方案根據桂林歷年冬春季節抗旱增雨工作的總結，冬春季節人工增雨作業方案可以個歸納為:加強對天氣雷達的降水回波演變資料的分析，如果有25dbz以上強度降水回波可能影響到作業區時，作業人員應做好作業的準備，填裝好火箭彈，一般每次填裝2枚，將發射架仰角調到58°，方向對準降水云團移動的來向，降水云團進入影響區域，地面開始產生降水，組織申請作業，作業時，每發射一枚火箭彈，將發射架發射方位調整2°，即采用水平扇形發射。發射完2枚火箭彈，觀察作業效果，如果作業效果比較好，作業條件繼續存在，則需要繼續作業，工作人員重新準備，另行申請作業。

人工增雨作業的一些討論

增雨抗旱也應該未雨綢繆真正進入干旱的時候，降水云系很少，人工增雨作業的機會也很少，靠人工增雨來解決旱情，作用非常有限，這時的人工增雨只是一種不得已而為之的輔助手段。如果水利設施較好，蓄水能力較強，在干旱還沒有開始的降水多發期進行人工增雨作業，效果要比干旱已經發生時的作業好很多。為此，各地不要過度依賴人工增雨手段來抗旱，而應積極發展水利工程，在旱季開始前開展增雨作業，增加各地的蓄水，采取綜合措施，應對干旱［1］。抗旱作業一定要安全第一人工增雨作業是一項技術性很強的工作，要保證發揮增雨作業的效果，作業時機的把握、作業云體的選擇、作業方位的確定，都需要嚴格的限制。同時，由于空域的安全、周邊群眾的安全也是首先要保證的因素，所以，真正的人工增雨作業，要受到很多方面的限制，不能完全按照理論上的要求進行。對具體作業點、作業時機、作業方位的選擇，首先要考慮安全，在安全有保障的前提下，科學選擇作業方位和作業時機，爭取最大的社會和經濟效益。

小結

全球氣候變化，干旱發生越來越嚴重，人工增雨作為抗旱的一項重要手段，越來越受到政府和群眾的重視，應該采取綜合措施，積極應對干旱。桂林地區的人工增雨作業采用WR-98火箭作業系統，通過在云中播撒AgI冷云催化劑，提高云中水汽轉換成雨滴的效率。桂林地區冬春季節人工增雨作業對象以層狀云系為主，云層薄、范圍寬，0℃高度層相對較低，可以采用較低仰角，水平扇形作業發射。夏秋季節，對流云系發展旺盛，0℃高度層約在5km以上，作業仰角相對要高，以垂直扇形作業發射為主，盡可能作業到云系移動的前方的上升氣流區域，通過上升氣流的作用，將AgI催化劑帶到－4℃以上，充分發揮AgI成冰核的作用。人工增雨作業實施要安全生產第一，根據作業點的具體情況，科學合理選擇作業時機、作業方位等，社會效益和經濟效益統籌兼顧。

作者：白先達 張雅昕 楊經科 單位：桂林市氣象局