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2018-11-21 05:38 来源:新华网

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剖析江淮对流云团 探寻增雨规律

来源:中国气象报   发布时间:2018-11-2111:56
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这一目标无论从社会角度还是从对外政策角度来看,都对印度十分重要。

中国气象报记者 牛彦元

  建超级观测站静候3年时间,追踪对流云过程35386个,把探测资料存储至数据库……他们做的事说来简单,就是要把江淮地区的对流云结构特征弄清楚。这群执着的人,来自“江淮对流云结构特征及增雨作业指标研究”团队。近日,这项公益性行业(气象)科研专项通过验收,项目展现了他们从大量“云”数据里找出的规律。

  江淮地区的对流云为何如此重要?该项目负责人、安徽省人工影响天气办公室正研级高级工程师袁野介绍,江淮地区地处南北气候过渡带,对流云资源非常丰富。对流云是南方地区人工增雨的主要对象,但目前国内尚无成套的、全流程的对流云作业指标体系。 

  把云留住

  留不住云的“本体”,就把它的“照片”留下来。于是,项目组的研究人员造了个“超级大相机”。

  这个颇具野心的“相机”就是超级观测站。2013年,袁野的团队开始挑选气候条件、下垫面能代表江淮对流云特征,且具有比较完善的业务观测体系综合观测试验的“对流云多发地带”。随后,一张观测大网以安徽省定远县为中心铺开——以新一代多普勒天气雷达为主,辅以双偏振雷达、激光雨滴谱仪、风廓线仪、微波辐射计、地面加密气象观测站网等设备集中布设,其中双偏振雷达在距离定远20公里至40公里的区间内呈三角形布设,每部雷达附近布设一套雨滴谱仪开展雷达滴谱反演,并开展对流云的粒子相态、滴谱信息等微观结构以及风场结构、水汽条件等方面的综合观测。

  2013年至2015年,每年从4月至9月开始观测,其中新一代多普勒天气雷达网每6分钟观测一次,重点观测对流云强度、回波顶高、风暴结构、风暴追踪、垂直累积液态水含量等宏观结构信息,并在共同观测区域内完成雷达拼图;双偏振雷达采用体扫加垂直剖面观测模式,跟踪观测对流云体,观测周期6分钟至8分钟,重点观测对流云滴谱、相态等微物理结构信息。

  “各类主要天气过程有27个,其中2013年8个、2014年11个、2015年8个。”袁野能够细数出每一次天气过程的细节,包括梅雨锋、台风、切变线、突发性对流等。

  照片拍好后,还要有规律地留存。基于观测数据,他们建立了对流云人工增雨基础数据库,实现资料的统一收集和智能化整理。

  把云看透

  把云留下,是为了把它的结构分析清楚。研究人员开始对大量的观测数据、历史数据进行总结归类。

  为了研究江淮对流云的宏观结构特征,研究人员对2013年至2015年夏季降水天气过程的雷达拼图、雨量资料进行反演,追踪到风暴单体35386个。通过筛选有效天气过程,研究人员发现,对流云的回波顶高、冷层厚度均值随生命史的增大而增大,分布随生命史增大向大值区间偏移。生命史在1小时以下的对流云回波顶高主要分布在8千米至12千米,1小时以上的对流云回波顶高主要分布在10千米以上,冷层厚度大部分在4千米至8千米,极大值可超过14千米。

  此外,研究人员还结合数值模拟,按照不同生命期、不同尺度分析了对流云强度、面积、体积、质量、顶高、冷层厚度、水平垂直轴比、对流性等特征及其演变规律;利用连续波雷达观测资料分析揭示了对流云垂直精细结构特征;利用双偏振雷达观测资料分析了对流云不同生命期和不同尺度的不同粒子谱分布特征及其演变特征。

  在综合观测和特征分析的基础上,通过数值模拟,项目组分析了江淮对流云降水形成机制,建立了降水物理模型,并成功开展了外场作业试验。2013年至2015年,项目组在合肥、滁州、六安等地开展对流云人工增雨外场作业试验,利用成对对流云效果评估方法,采用相似离度原理自动选取对比云方案,得出目标云平均生命期较对比云长66.1%,相对增雨量增加54.8%。

  通过江淮地区对流云宏微观结构特征探测与分析,结合数值模拟和人工增雨外场试验及效果评估,项目组建立了包括作业潜势预报指标、作业条件判别指标、作业催化指标、效果评估指标等在内的成套指标体系,并投入业务应用。自2014年1月至2017年9月项目成果应用以来,安徽省共增加降水13.09亿吨,直接经济效益达6.55亿元。此外,通过科学判断增雨条件、精细化作业及加强安全监管等,安徽省人工增雨作业的针对性进一步增强,为当地抗旱减灾、水库蓄水、降低森林火险等级提供科技支撑。

 

  (来源:《中国气象报》2018-11-213版 责任编辑:栾菲)

  

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