江西省2008年秋季飞机增雨作业技术分析

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　　摘要：2008年飞机人工增雨试点工作以南昌昌北机场为基地，在9-11月期间利用“夏延”飞机进行13架次飞行对我省开展大面积人工增雨作业，取得了较好的增雨效果，为缓解江西省旱情起到了重要作用同时也为将来在江西省开展飞机人工增雨作业积累了宝贵的经验。本文介绍了我省作业区域的划分、催化剂的选择、飞行高度的制定及飞机增雨作业所使用的设备。并选取10月22日的一次飞机增雨作业过程进行分析，不仅详细分析飞机增雨作业前期的作业条件判断，作业计划制定情况，并且系统地阐述了飞机增雨作业期的工作流程。最后总结了此次飞机增雨工作的不足。
　　关键词：飞机增雨秋季江西省
　　
　　1　引言
　　
　　
　　江西省处于北回归线附近，受西太平洋副热带高压影响，盛夏至中秋前晴热少雨，容易出现伏旱和秋旱。在省委、省政府的直接关注下，通过科学论证和全面调研考察,2008年秋季我省以南昌昌北机场为基地，开展了飞机人工增雨试点工作，“夏延”飞机进行了13架次飞机人工增雨作业。取得了圆满成功，为缓解我省旱情起到了重要作用。本文对今年秋季飞机增雨作业进行技术分析，为将来我省开展飞机人工增雨作业积累宝贵的经验。
　　
　　2　作业区域的划分
　　
　　江西省除北部较为平坦外，东西南部三面环山，地貌以山地和丘陵为主，全省成为一个整体向鄱阳湖倾斜而往北开口的巨大喇叭口地形，全省各部受同一天气系统影响时间不同，影响程度不同。因此，根据我省地形特征，降水分布、干旱区分布、航空管制区域情况，将全省划分为7个飞机增雨作业区，不仅便于空中飞机增雨作业和空管部门安全高效地指挥增雨飞，而且对不同区域进行增雨条件分析，飞机增雨细化到每个县市，使飞机增雨有较好针对性，提高飞行增雨的效率。
　　
　　3　催化剂的选择
　　
　　目前冷云增雨的催化剂主要分为二大类，一类是制冷剂，另一类是人工冰核。我省使用的催化剂为人工冰核类，对于人工冰核而言，碘化银(AgI)具有较好的成冰性能和成冰阈温低及成核率高等优点，其依据是AgI的晶体结构与冰一样都是六方晶系，至今仍没有发现另一种物质的成冰性可与AgI相媲美,AgI成为事实上最好的人工冰核。使用Agl作为增雨的催化剂，其发生方式是多种多样的，既有丙酮燃烧法、又有焰弹投放法和烟条燃烧法等。我们采用烟条燃烧法，其成核率最高。
　　
　　
　　4　飞行高度的制定与飞机增雨作业指标
　　
　　冷云飞机人工增雨的手段主要是运用飞机对0℃以下的云层施放碘化银，进行人工催化，以提高云的降水率。利用历年全省探空实况资料计算出10-11月各旬0℃层和-10℃层的平均高度(见表1)，初步制定了我省秋季飞机飞行的高度为4800m、5100m、5400m、5700m、6000m和6300m等6个高度。作业第六区和第七区的飞行高度比其他作业区要高300-500m，随着气温的季节变化，11月飞行高度比10月飞行高度略有所降低。
　　人工增雨作业指标的优劣直接影响到人工增雨的效果，云层条件的选择将直接影响到作业的成败。通过08年秋季飞机增雨作业，初步总结出五条飞机作业指标：(1)500hpa上江西上游有高空低槽东移，3小时内将影响我省。(2)700hpa或850hpa我省上空有切变线或风场幅合存在，秋季地面有冷空气扩散南下，冷暖空气在江西汇合更有利于飞机增雨作业。(3)地面、850hpa、700hpa空气的相对湿度要≥60％，且850hpa露点温度差≤4℃。(4)可播云的最大回波顶高≥5km、云顶温度<-5℃、回波底高≤2kin、垂直厚度≥3km、中心回波强度≥25dBz。(5)数值预报产品，70hpa或850hpa水汽通量为负值表示有水汽幅合。
　　
　　
　　
　　5　飞机增雨的工作流程
　　
　　飞机人工增雨首先需要有利于降雨的环流背景、天气形势为基础。然后根据天气形势的变化及地面上获取雷达回波、卫星云图和探空数据等检测信息，宏观地判知降水云系中的可播区，制定计划方案进行飞行。正确把握天气条件、作业时机和可播云区都是增雨成功的关键，以2008年10月22日的我省西北部飞机增雨作业为例，简单说明我省飞机增雨工作的流程与方法。
　　根据省气象台预报,22日有增雨作业的天气条件：500hPa有小槽波动东移影响我省，地面有冷空气扩散南下，850hpa有条西南水汽输送带位于我省中南部，冷暖空气将。因此我们做好了22日飞机增雨的准备。另外，南昌地面观测站22日08时观测的天气如下：云量10、气压1013.6hPa、温度22℃、东北风2m/s、能见度1000m、没有天气现象。根据江西省各探空站的资料，确定了“夏延一三”飞机的增雨作业高度为6300m，作业区域为3号区即九江、宜春地区。并于22日上午向航管局申报了飞机增雨的计划，飞行线路：南昌市一宜丰一修水一九江市一南昌市。
　　我们预计起飞时间为16：00，实际起飞时间为15：48。飞机内装有北斗定位通信系统，保持于地而联系。16：08到达丰城上空并开始作业，17：05在永修上空结束作业。此次作业共燃烧烟条15根。增雨作业之前，九江地区受切变影响出现了明显降水，而宜春地区24小时之内基本没有降水。于是，作业人员在飞机到达宜春地区上空时增多了点燃烟条的数量，在宜春地区总共燃烧烟条8根。我们通过江西省雷达资料可以反映出这是一次成功的飞机增雨作业(见图1、图2)。
　　
　　6　结论和不足
　　
　　(1)2008年秋季江西省开展飞机人工增雨试点工作。全省划分成7个飞机作业区，飞机作业播撒方法是使用碘化银焰条燃烧法，飞行作业高度一般在6000M左右，-10％层附近效果较好。
　　(2)总结今年13次飞机人工增雨作业，初步总结出几点宏观增雨作业指标。水汽条件：地面、850hpa、700hpa空气的相对湿度要≥60％，且850hpa露点温度差≤4℃，数值预报70hpa或850hpa水汽通量为负值表示有水汽幅合。可播云的条件：最大回波顶高≥5km、云顶温度<-7.5℃、回波底高≤2km、垂直厚度≥3km、中心回波强度>~25dBz。
　　(3)不足之处没有对云进行微物理观测，对云的可播区把握不够准确。雷达探测对人工增雨作业的实时指挥具有重要的作用，在今后的人工增雨作业中，应加强对雷达产品的应用，比如对雷达垂直含水量产品做处理。可以探测出降水云中水资源演变特征，实时给出云中及作业层累积过冷水含量，为人工增雨外场作业航线设计和指挥提供科学依据。
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