基于风云静止卫星的飞机增雨云物理响应

利用2016—2019年9次飞机增雨作业资料及FY-2E/2G/4A气象静止卫星反演产品,采用HYSPLIT模式确定增雨影响区的方法、卫星反演产品及雷达产品分析方法,分析增雨催化后卫星反演云物理参数的响应,获取增雨催化后云物理特征及演变规律,提高气象卫星在人工增雨效果检验与评估方面的综合应用能力及效益。结果表明:对于研究中的多数增雨作业,自然变异和人工催化双重因素共同影响下的4项云物理参数在催化结束后2~3 h达到最大变化。对于9次飞机增雨作业,云顶温度、云粒子有效半径、光学厚度、液水路径、小时降水量在催化结束后3 h的平均变化值分别达到-1.44~2.09℃、-3.73~3.84μm、-5.47~3.62、-112.59~61.12 mm、-0.06~0.27 mm,半数以上作业云顶温度、小时降水量增加,半数以上作业云粒子有效半径、光学厚度、液水路径减小,个别作业降水量减少。对于不同云体,当液水分布和云系结构存在很大差异且不均匀时,增雨催化后产生的云物理变化、降水变化均存在显著差异。对于自然变异和人工催化共同影响引起的降水变化,目前难以科学完整地剔除二者分别对降水变化的影响。

典型层状云系催化试验的云物理响应研究

利用2003年秋季延安地区一次典型层状云系加密探空和实时雷达观测资料,设计了催化和对比探测方案,计算得出催化影响区及下风方可能采集到响应值的区域。按照设计方案进行催化和探测。云物理响应观测结果表明:PNS粒子探测系统检测到催化后30min,小云滴减少;大冰晶的浓度增加;催化前冰晶以片状为主,催化后可看到有霰坯;催化前大雪晶浓度很小,雪晶之间没有攀附;催化后雪晶浓度增加,且大雪晶增加很多,可明显看到几个雪团攀附在一起形成的较大雪团;雷达观测到催化前拟播撒区内云的回波强度较弱、范围较小,催化后云体明显增大,强中心增加了5～10dBz;催化约1h后影响区雨量均有增加,说明催化引入的人工冰晶,使冰晶凝结比水滴凝结更有利于过冷云水转化为降水,冰晶效应和雪晶攀附过程是这次层状云系降水系统中的主要过程。过冷水冻结释放的潜热,导致云内升速加大,使催化区云和降水得到发展。