华北卫星云参数与降水相关性及积层混合云火箭人工增雨作业研究

发布时间：2020-05-22 16:28

【摘要】：在人工增雨作业工具中,相比于飞机,火箭具有投入少、作业不受季节限制等优势。目前火箭作业规模虽大,但作业科学性不高,盲目作业时有发生。如何指导地面火箭开展科学、合理的播云催化问题,既是一个很好的科研问题,又是一个急待解决的业务问题。本文利用FY系列卫星反演产品和相关雨量资料,探讨云参数与降水的相关性,寻求卫星反演云参数从大范围对地面降水落区及强度的监测和预警方法,并识别增雨潜力区。通过2016年5月13日~14日华北地区的一次典型积层混合云降水过程,综合卫星和地面降水观测,结合模式产品、雷达、探空等云降水资料,深入分析了云系结构特征和播云催化的有利时机,得到如下结论:1)从降水概率上看,云顶高度、云顶温度、光学厚度和云粒子有效半径这四类云参数中云光学厚度对降水的指示意义最为明显,当光学厚度大于20时,降水概率显著增大;对是否降水的指示作用其次为云顶温度、再次为云顶高度和云粒子有效半径。光学厚度与云顶温度双参数组合下,对地面是否产生降水的判断和识别要明显优于单个云参数。2)得出华北地区识别增雨潜力区的五组卫星监测指标判据。其中,a)、当云光学厚度20~30、云顶温度小于-15℃时;b)、当云光学厚度30~40、云顶温度-15℃~-45℃时;c)、当光学厚度大于40、云顶温度-15℃~-30℃时。三组指标出现其一,则判定增雨潜力为较好。a)、当云光学厚度10~20、云顶温度0℃~-45℃时;b)、当云光学厚度20~30、云顶温度0℃~-15℃时。两组指标出现其一,则判定增雨潜力为一般。3)识别作业时机,首先使用云卫星反演双参数指标识别增雨潜力区。再通过雷达、探空、微波辐射计等综合分析,综合判定2016年5月13日~14日个例中石家庄地区13日19时~21时、14日07时~12时这两个时段,为地面火箭作业有利时机。对10个作业点次作业情况进行合理性分析,发现除2号、5号、6号作业点属于无效作业外;其余作业时目标云系均处于火箭有效催化区域内,为有效作业。4)运用CPAS平台,采用多参量区域动态对比检验方法,对2016年5月13日~14日个例中七个作业点次作业效果开展检验。结果显示:作业后,除藁城(9号)作业影响区的雷达回波、雨量比对比区1略小外,井陉(4号)等六个作业单位1小时内作业影响区的雷达回波强度平均值、雨量平均值均大于对比区。
【图文】：

河北省卫星反演云参数的各档降水分布(a)云顶高度；(b)云顶温度；(c)云光学厚度；（d）

河南省卫星反演云参数的各档降水分布（a）云顶高度；（b）云顶温度；（c）云光学厚度；（d）粒子有效半径
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P481

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本文编号：2676276