云中液態(tài)水含量在人工影響天氣中的運(yùn)用

王沛斌

烏蘭察布市氣象局，內(nèi)蒙古烏蘭察布 012000

云中液態(tài)水含量在人工影響天氣中的運(yùn)用

王沛斌

烏蘭察布市氣象局，內(nèi)蒙古烏蘭察布 012000

云中液態(tài)水含量在人工影響天氣作業(yè)中的作用很大，具有深遠(yuǎn)的意義。本文主要分析云中液態(tài)水在人工影響天氣中的意義，并進(jìn)一步提出云中液態(tài)水的探測(cè)方法及應(yīng)用前景，從而加強(qiáng)人工影響天氣作業(yè)中人工降雨的效果。

人工液態(tài)水含量；人工影響天氣；應(yīng)用

人工降水是一項(xiàng)先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，它主要是對(duì)需要進(jìn)行降水地區(qū)的云層實(shí)施降水技術(shù)。在人工影響天氣作業(yè)中，云中液態(tài)水含量的相關(guān)數(shù)值很重要，它是決定是否能夠進(jìn)行人工降雨的重要因素。近幾年，云中液態(tài)水含量在人工影響天氣中的應(yīng)用是氣象研究者的研究熱點(diǎn)，在研究過(guò)程中，運(yùn)用有效的探測(cè)方法來(lái)研究云中液態(tài)水含量，并對(duì)該技術(shù)在人工降雨中的推廣做出前景展望。下面我們就來(lái)具體分析一下。

1 云中液態(tài)水在人工影響天氣中的意義

云中液態(tài)水可以保持大氣中的水分收支平衡，它的分布特征與演變規(guī)律是氣象研究者的研究重點(diǎn)。云中液態(tài)水的意義很深遠(yuǎn)，它并不是獨(dú)立的個(gè)體，與其他水分子之間是相互作用的，并對(duì)全球氣候的變化產(chǎn)生有重要的影響。在氣象學(xué)與物理學(xué)研究過(guò)程中，云中液態(tài)水含量是比較重要的云物理參數(shù)，它是氣象研究者研究云物理過(guò)程的主要參考，也是氣象局進(jìn)行人工降雨作業(yè)的重要指標(biāo)。另外，云中液態(tài)水含量的高低可以直接影響人工降雨的效果，可見(jiàn)云中液態(tài)水在人工影響天氣中的重要作用。

人工影響天氣作業(yè)過(guò)程中，云中液態(tài)水含量包含過(guò)冷水含量，實(shí)際上過(guò)冷水含量在人工降雨過(guò)程中是很重要的參照指標(biāo)，以我國(guó)北方進(jìn)行人工降雨目標(biāo)云系來(lái)說(shuō)，主要將該云系分為三個(gè)層次，并且需要從上到下進(jìn)行分層，主要有冰晶層、冰晶與冷水滴共存層、水滴層。其中，冰晶層主要在-25℃到-30℃之間的區(qū)域。另外，冰晶的濃度相對(duì)較高，經(jīng)過(guò)凝華后增長(zhǎng)到最高點(diǎn)會(huì)自由下落，自由下落的過(guò)程中會(huì)播種目標(biāo)云系中間層的冰晶，從而形成冰晶與冷水滴共存層，這一層次的溫度一般在零攝氏度以下，它是根據(jù)冰水的轉(zhuǎn)化進(jìn)而形成的，也可以說(shuō)它有“飼養(yǎng)”冰晶的作用。在目標(biāo)云系的最底層，由于過(guò)冷水滴比較繁多，相對(duì)成熟的冰晶通過(guò)對(duì)過(guò)冷水滴的獲取逐漸開(kāi)始變大，從而形成了雪花。目標(biāo)云系中的水滴層，溫度一般在零攝氏度以上，中間層的冰晶落入水滴層后由于溫度的升高會(huì)融化成雨滴，雨滴在掉落過(guò)程中就會(huì)因相互摩擦而逐漸增大。通過(guò)以上的分析我們可以了解到，在目標(biāo)云系中的中間層與最下層中，過(guò)冷水滴與云中液態(tài)水含量都與降水有著很密切的聯(lián)系。

2 云中液態(tài)水的探測(cè)方法

為了更好的觀測(cè)氣候變化與災(zāi)害天氣的發(fā)生，氣象部門(mén)要有計(jì)劃地測(cè)量云中液態(tài)水，這對(duì)更好的掌握人工降雨的指標(biāo)也具有重要意義。云和雨在氣象部門(mén)研究中變化指數(shù)都很大，并且具有一定的復(fù)雜性和多變性。所以，科研人員在進(jìn)行云中液態(tài)水含量的探測(cè)過(guò)程中，難度也比較大。目前，我國(guó)氣象部門(mén)的探究重點(diǎn)就是要及時(shí)、準(zhǔn)確的探測(cè)出云中液態(tài)水含量，這將是一個(gè)巨大挑戰(zhàn)。對(duì)于云中液態(tài)水含量的探測(cè)方法有很多種，運(yùn)用比較多的探測(cè)方法為微波輻射計(jì)探測(cè)、衛(wèi)星遙感探測(cè)、飛機(jī)探測(cè)與雷達(dá)探測(cè)。這四種探測(cè)方法各有利弊，在探測(cè)過(guò)程中要根據(jù)實(shí)際狀況選擇合適的探測(cè)方法才能夠取得理想效果。

近幾年，微波輻射計(jì)探測(cè)技術(shù)應(yīng)用比較廣泛，相對(duì)其他探測(cè)技術(shù)也比較成熟，在云中液態(tài)水含量的探測(cè)過(guò)程中，由于所需的探測(cè)時(shí)間比較長(zhǎng)，所以需要探測(cè)技術(shù)具有很好的連續(xù)性。但是微波輻射計(jì)探測(cè)技術(shù)的缺點(diǎn)是獲取的信息具有局限性，并不能全面、系統(tǒng)的探測(cè)出想要得到的相關(guān)數(shù)據(jù)。如果運(yùn)用微型遙感探測(cè)技術(shù)來(lái)探測(cè)云中液態(tài)水含量，可以獲取比較廣泛的探測(cè)信息，而它的缺點(diǎn)則是會(huì)因?yàn)闀r(shí)間與空間影響分辨率，人工發(fā)出的作業(yè)要求不能及時(shí)回應(yīng)，從而會(huì)延誤工作進(jìn)度。目前，只有飛機(jī)探測(cè)才可以直接探測(cè)到云中液態(tài)水含量，由于條件有限，我國(guó)的增雨飛機(jī)只有增雨一個(gè)用途，并不能做云中飛行探測(cè)工作。同時(shí)，在降雨過(guò)程中飛機(jī)并不能探測(cè)到整個(gè)降雨過(guò)程，針對(duì)云中水含量中的數(shù)據(jù)也無(wú)法進(jìn)行探測(cè)，因此，如果氣象局在人工降雨中有實(shí)時(shí)探測(cè)的需求，飛機(jī)探測(cè)是做不到的。

在對(duì)云中液態(tài)水含量進(jìn)行探測(cè)過(guò)程中，只有雷達(dá)最能滿足探測(cè)的需求，它不僅可以保證空間探測(cè)的連續(xù)性，還可以在所有空間范圍內(nèi)進(jìn)行探測(cè)，在人工影響天氣作業(yè)中雷達(dá)探測(cè)技術(shù)可以發(fā)揮出它的全部?jī)?yōu)勢(shì)。近幾年，雷達(dá)產(chǎn)品與探測(cè)技術(shù)相繼被提出，在人工影響天氣中被廣泛應(yīng)用，它可以準(zhǔn)確的獲取云中液態(tài)水含量，還可以實(shí)時(shí)的了解水含量在云中的分布狀況，對(duì)人工降雨來(lái)說(shuō)是一項(xiàng)重要的指標(biāo)。根據(jù)研究表明，雷達(dá)技術(shù)可以從不同高度、不同角度探測(cè)出云中液態(tài)水含量，可以給人工降雨的區(qū)域?qū)崟r(shí)的提供有效的數(shù)據(jù)，從而推動(dòng)我國(guó)人工影響天氣技術(shù)的不斷發(fā)展。

1998年，我國(guó)新一代天氣雷達(dá)網(wǎng)出現(xiàn)，它對(duì)于人工影響天氣的作業(yè)有至關(guān)重要的作用。在垂直積分液態(tài)水含量被提出后，它可以直接的反映空中水資源的分布狀態(tài)，因此為人工降雨工作帶來(lái)重要的參考數(shù)據(jù)，從而也在人工影響天氣作業(yè)中被廣泛應(yīng)用。經(jīng)過(guò)反復(fù)的研究試驗(yàn)，可以了解到，雖然垂直積分液態(tài)水含量在目前被廣泛的運(yùn)用，但是它也有不足之處，它不能準(zhǔn)確的分辨清楚云中降水粒子的性質(zhì)，在整個(gè)云層中，垂直積分液態(tài)水含量主要是根據(jù)不同雨滴建立的雷法反射率因子和液態(tài)水含量獲得的，根據(jù)云層的變化和降水粒子的不同，雷達(dá)所反射出來(lái)的因子和云中液態(tài)水含量中有不一樣的關(guān)系，因此，垂直積分液態(tài)水含量在計(jì)算過(guò)程中就會(huì)存在一定誤差。

3 云中液態(tài)水含量探測(cè)技術(shù)在人工影響天氣中的應(yīng)用前景

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的水平也在不斷進(jìn)步，在氣象研究中，雷達(dá)技術(shù)以及其他探測(cè)氣象技術(shù)設(shè)備在不斷的更新與完善，此后將利用高新技術(shù)精準(zhǔn)的探測(cè)云中液態(tài)水含量。隨著探測(cè)技術(shù)的不斷完善，探測(cè)技術(shù)的準(zhǔn)確度與連續(xù)性也相繼提高，給人工影響天氣的作業(yè)帶來(lái)一定的參考價(jià)值。在目前來(lái)看，云中液態(tài)水含量的探測(cè)技術(shù)還存在許多問(wèn)題，需要將不同的探測(cè)設(shè)備相互結(jié)合，彌補(bǔ)技術(shù)中的不足，這個(gè)問(wèn)題也是未來(lái)氣象研究員需要研究的重點(diǎn)。

4 結(jié)論

本文通過(guò)對(duì)云中水含量在人工影響天氣中應(yīng)用的分析可以了解到，氣象部門(mén)要想更好的掌握人工影響天氣的重要指標(biāo)，就必須準(zhǔn)確的探測(cè)出云中液態(tài)的水含量。除此之外，氣象研究人員還需要利用相應(yīng)的云中液態(tài)水探測(cè)技術(shù)，來(lái)準(zhǔn)確的獲取云中液態(tài)水含量。云中液態(tài)水含量的數(shù)據(jù)在人工影響天氣作業(yè)中及其重要，因此要具有準(zhǔn)確性。在未來(lái)的人工影響天氣工作中，氣象研究員要完善并運(yùn)用云中探測(cè)高新技術(shù)，精確的探測(cè)出云中液態(tài)水含量，從而會(huì)在一定程度上提升氣象部門(mén)人工降雨的效果，也可以大大滿足人們對(duì)降雨的需求。

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1674-6708（2015）145-0057-01