天津地区人工增雨(雪)用AgI催化剂对环境影响的探讨

近年来,人工增雨(雪)作业为提升农业服务能力起到了很好的作用,在为社会经济带来显著效益的同时,不免引发公众对于所用增雨(雪)催化剂是否会对环境造成污染的关注与疑问。总结天津周边地区的取样试验结论及天津地区的环境情况表明,天津地区人工增雨(雪)影响区域碘化银(AgI)浓度远低于我国现行生活饮用水卫生标准限制,对环境影响甚微。

人工增雨(雪)三要素作业潜力指标分析及其应用

对2015—2016年秋冬季4次小雨过程云中液水含量、地面降水量和近地面大气细颗粒物浓度PM_(2.5)三要素观测资料统计,得到47个数据组个例,根据冷云催化和天气动力学原理,在对47例增雨(雪)潜力定性分析基础上,结合大气污染数值模拟结果对三要素关联性进一步综合分析,探讨和研究了三要素组合的潜力量化指标。即地面未降水时作业潜力指标为:1.5>N>0.1,PM_(2.5)<78;2.5>N>1.5,PM_(2.5)<86;N>2.5,PM_(2.5)<93。地面降水时的作业潜力指标为:1.5>N>0.1,R<1.9,PM_(2.5)<78;2.5>N>1.5,R<2.6,PM_(2.5)<86;N>2.5,R<2.8,PM_(2.5)<93(其中N、R、PM_(2.5)分别为小时云中液水含量、地面降水量和近地面细颗粒物浓度)。采用C#.net编程技术,开发了三要素潜力分析平台并投入业务应用。利用2018—2021年39次小雨过程对三要素潜力指标进行分析和验证,分析平台均适时输出潜力判别结果,经统计准确率达87%;选取2019年4月13日一次作业实例,对大气污染条件下的降雨过程结合三要素潜力等综合分析,取得预期效果,为人工增雨(雪)科学作业决策提供了依据。

玛可河林区人工增雨(雪)效果评价

自2015年12月起班玛县玛可河林区开展了人工增雨(雪)作业,为验证增雨(雪)效果,提升班玛冬春季森林防火气象服务,本文采用多种统计分析方法,如区域历史回归法、序列分析法和气候统计学,对2016~2021年玛可河林区人工增雨(雪)效果进行了客观定量的评估,以确定作业点目标区与对比区雨量点差值,从而更好地评估人工增雨(雪)作业的效果。经分析得出,序列分析法显示出相对增雨率高达72.4%,效果显著;气候统计学分析显示,降水量整体比历年偏多38.5%;区域历史回归法表明,作业期间降水量增加了6.5 mm,相对增雨率为29.1%。这三种方法表明玛可河林区森林防火人工增雨(雪)作业效果显著,有助于降低森林火险等级。通过增加土壤水分,进而起到改变森林生态环境的积极作用。

大连市冬季大气污染数值模拟及其对人工增雨(雪)作业的指示作用

利用国家环境保护部大气污染指标和常规气象观测资料,结合区域空气质量模式系统(Weather Research and Forecasting-Community M ultiscale Air Quality,WRF-CM AQ)的模拟结果,对2015年12月大连市大气污染过程的气象要素和气溶胶的时空分布特征进行了分析,并对大气污染天气条件下有效开展人工增雨(雪)作业进行了初步探讨。结果表明:2015年12月大连市出现5次大气污染过程,累积污染日数为13 d,占12月总日数的41.94%,且日平均最低能见度为2.27 km。出现大气污染时,近地面温度均略有升高,大气层结稳定,因此,实施人工增雨(雪)作业时,宜选用增雨火箭和增雨飞机,从而保障催化剂可以播撒到高效核化层高度(-15℃^-10℃);同时,模拟结果表明,污染天气条件下一定量的细颗粒物在大气各种扰动下可以扩展至3.00 km以上,对具有增雨(雪)潜力的冷云实施作业时,应考虑催化剂量在常规作业剂量基础上适当减少。通过对2015年12月大连市的一次重度大气污染个例分析发现,大连市形成重污染的大气气溶胶物种主要为硝酸盐、铵盐和硫酸盐,其中硝酸盐占比最大,可以达到51.27%,说明除了相关工业源和燃煤排放,交通源排放也是大连市主要的大气污染源之一。

2016年玛柯河林区森林防火人工增雨(雪)效果评估

基于2016年1-4月青海省果洛州玛柯河林区森林防火人工增雨(雪)作业情况,利用经典的区域历史回归统计方法,对2016玛柯河林区人工增雨(雪)效果进行了客观定量地评估,并从大气降水转化率、目标区与对比区降水差值等方面进行了进一步的验证。结果表明:在1-4月的作业期内,通过增雨作业为该地区增加降水11.7mm,相对增水率为13.4%,增雨效果明显,为降低林区森林火险等级,增加土壤含水量起到了积极的作用。

雷达特征参数在人工增雨(雪)决策中的应用

对2016-2018年大连市86次降水过程(≥5 mm)高空资料进行统计分析,得到主要的降水天气形势场,即冬季为高空槽、东北冷涡和平直西风气流形势场,春、夏、秋季为高空槽、东北冷涡、副热带高压西南气流、西北气流及江淮气旋形势场。对新建SA多普勒雷达资料进行PUP分析,得到降水回波特征和特征参数值,以及主要降水云系(层状云、积层混合云和对流云)。根据雷达回波强度、垂直积分液态水含量等特征参数及变化,结合冷云催化原理等综合分析,建立了基于SA多普勒雷达的人工增雨(雪)作业预警、决策判别指标(回波强度≥16 dBZ、垂直积分液态水含量≥1 kg/m~2)。通过对2019年41次降水个例雷达资料进行指标验证和分析,得到87%及以上的准确率,对4月13日一次实例通过火箭增雨决策系统业务运行和雷达指标决策等分析,取得了预期效果。

祁连山北坡地形云人工增雨(雪)试验研究

概述介绍了祁连山北坡地形云研究试验的进展及相关成果等。该试验重点在祁连山试验区开展作业天气背景条件分析、综合观测对比、增雨作业技术验证等研究试验工作,并就祁连山北坡地形云的特殊性,开展针对性研究,提高北坡地形云的降水效率。此外,通过研究试验,掌握地形云作业技术,为准确预测和预报作业条件、作业量、作业时机等方面提供科学的方法和手段。

人工增雨(雪)的环境效应及评价方法

随着全球气候变暖,水资源短缺问题表现得日趋突出,实施人工增雨(雪)技术开发空中云水资源已引起人们的广泛关注,对人工增雨(雪)的环境效应及评价方法进行深入研究具有重要的理论意义与实践价值。从大气、土壤、水体等方面,对人工增雨(雪)所引起的环境效应进行阐述,并归纳总结了人工增雨(雪)的评价方法,包括物理学方法、天气学方法、统计分析方法和数值模拟方法等。旨在科学合理地开发空中云水资源,降低人工增雨(雪)的作业成本。

无人机在祁连山地区人工增雨(雪)中的应用分析

针对祁连山区域水资源需求以及云水资源分布,介绍了无人机在人影作业中的应用情况,并提出建议,以期为无人机在祁连山地区人工增雨(雪)中的应用提供参考。

中天山试验区人工增雨(雪)试验:方案设计与初步结果

试验初期,完成了多部雷达的架设、观测和数据质量监控。在2019年夏季以乌鲁木齐牧试站为基地成功观测了多个降水过程,完成了气溶胶和冰核的连续地面观测以及无人机观测;在2019-2020年冬季成功观测两次降雪过程,并进行了烟炉增雪作业。

人工增雨(雪)所用催化剂对环境和人体健康的影响

通过对人工影响天气所用催化剂种类、作用原理的系统分析,得出其对环境和人体健康不会造成危害的结论。

2007—2015年邯郸地区人工增雨特征及潜力分析

为了更加高效地开发空中云水资源,要求在制订增雨(雪)作业方案前对未来影响天气系统的特征及作业潜力具有清晰的判断,因而需要总结出邯郸地区适合开展增雨(雪)作业的天气类型。为此,普查了2007—2015年具有增雨潜力的降水日,并以天气系统的高度场(500 h Pa)为依据,辅以地面场进行分类总结,建立了西风带高空槽型(西来槽)、蒙古低涡型、华北低涡(河套低涡)型、冷涡后部西北气流型4种类型,并利用物理量权重集成法进行邯郸地区增雨潜力分析,6—9月是邯郸地区增雨潜力最大的时期,3—4月增雨潜力也较大。

河西走廊东部人工降水试验效果评估

采用非随机试验，运用序列试验法、区域对比试验法、区域回归试验法，分析了在河西走廊东部凉州区1997～2004年夏秋季进行的高炮、火箭人工增雨作业和2002～2004年冬春季进行的焰弹人工增雪作业。试验发现，1997～2004年夏秋季累计增加降雨量134mm，平均相对增雨率为47％；2002～2004年冬春季累计增加降雪量12．5mm，平均相对增雪率为40％。说明河西走廊东部进行的人工增雨（雪）效果是明显的，进行人工增雨（雪）是可行的，并对武威市人工增雨（雪）季节、布点和时机等提出了思考。

基于案例的人工影响天气作业效果评价

为了研究人工影响天气是否能有效增加降水量及一般增加多少的问题,文中收集全球500多个实际案例的效果评价结果,从不同维度进行统计分析,获得案例统计分析意义上的人工影响天气效果。结果表明:人工影响天气效果一般为5%~25%,平均为21%,中位数为18%,众数为10%;催化效果与作业方式有一定关系;层状云、对流云、混合云作业效果差别不大,均为20%~23%;冬季云催化效果均值为10%;山丘地形云催化均值为19%。研究结果可为单次人工增雨(雪)的实施条件的选择和作业效果评估提供参考。

祁连山区空中水汽资源的分布特征及其开发潜力

根据祁连山及其周边地区11个探空站的1981年～2002年1月～12月每日2个时次（北京时间08时和20时）的资料，运用动力气象学原理计算和分析了祁连山区四季的平均水汽输送、辐散辐合以及区域内的空中含水量等。结果表明，祁连山区大气中的水汽年输入总量为9392．5×10^8t，水汽年输出总量为8031．5×10^8t，表明在输入该区的水汽总量中只有14．5％成云致雨或留在该区域上空，其余85．5％的水汽成为过路水，即潜在开发的水资源量较大；区域内年空中含水量为331．2×10^8t，夏季最多，冬季最少，对比特征约5：1；四季中水汽的辐合中心基本维持在甘肃省的河西走廊和青海省的东北部一带，夏季最大（-7．4g／g／s），秋季和冬季次之，春季最小（-1．4g/kg/s），说明这一区域内非常有利于水汽的堆积，存在很大的人工增雨（雪）潜力。

机载19管多星体拖曳式焰弹催化系统

北方大范围层状云和混合云飞机人工增雨(雪)是解除干旱、森林灭火、改善生态环境的重要途径之一。研制的L-1型机载19管多星体拖曳式焰弹催化系统可满足上述需求。该系统由多星体焰弹弹体、AgI焰剂、发射装置和电控装置构成。试验和初步应用证明,该系统工艺稳定、操作简便、发射成功率100%,催化剂成核率在-8℃时高达1015个/g,入云5 min内90%的核即可活化,携弹量760枚,可连续作业4 h以上,后向发射,作业方式灵活。与目前使用的龙B-2型焰弹催化系统相比,该系统是一种新型优越的催化系统。

人工影响天气新型冷云催化剂

燃烧型催化剂是我国人工影响天气业务使用的最主要的催化剂之一,主要用于人工增雨和人工防,提高催化剂的成核率是人工影响天气关键技术。为提高我国人工影响天气催化作业的科学技术水平,需要研制新型、高效的冷云催化剂配方。鉴于此,中国气象局人工影响天气中心联合中国气象局上海物资管理处、吉林省气象局人工影响天气办公室、内蒙古气象局气象科学研究所共同承担了2011年度公益性行业(气象)科研项目“人工增雨(雪)催化剂定量检测、改进与业务应用”。

张掖市人民政府办公室关于进一步加强气象灾害防御工作的通知

张政办发[2007]295号各县(区)人民政府,市政府有关部门,市直及省属驻张有关单位:为了贯彻落实甘肃省人民政府办公厅《关于进一步加强气象灾害防御工作的通知》(甘政办发[2007]142号),进一步提高全市防御气象灾害的能力和水平,最大程度减轻灾害损失。

揭开耕云播雨的神秘面纱

人工影响天气作业必须基于合适的天气条件,通过人工催化等技术手段,对局部区域内的大气物理过程施加影响,使其发生某种变化从而达到减轻或避免气象灾害目的。它主要包括人工增雨(雪)、人工防電、人工消云减雨、人工消雾等。其中,人工增雨(雪)是最常见的人工影响天气类型。