对流云是我国南方地区主要降水云系,也是该地区人工增雨作业的主要对象。安徽地跨长江、淮河流域,处于南北气候过渡带,温湿条件较好,具有丰富的对流云资源,因此,在江淮地区开展对流云增雨技术研究具有十分重要的意义。但以往的对流云人工增雨作业技术研究,由于探测能力的限制和对流云结构的复杂性,对对流云宏微观结构特性,特别是垂直结构特征的认识不足,缺乏对流云增雨技术的系统性研究,缺少系统性作业指标。在公益性行业(气象)科研专项等多个科研项目的支持下,项目组经过多年研发,基于江淮对流云综合探测,结合数值与外场催化试验,分析了江淮对流云宏微观结构特征,揭示了江淮地区对流云精细垂直结构特征,创建了基于雷达回波跟踪与判识的江淮对流云人工增雨作业效果物理检验技术,建立了对流云人工增雨作业指标体系,填补了江淮地区对流云人工增雨作业指挥技术空白,为江淮对流云增雨作业决策与指挥提供了技术支撑。
(1)建立了江淮地区对流云增雨作业成套指标体系
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,建立了江淮对流云人工增雨作业成套指标体系,具体包括: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。首次建立了对流云人工增雨作业全流程的成套指标体系,并投入业务应用,为国内开展对流云人工增雨作业提供依据。
(2)揭示了江淮地区对流云精细垂直结构特征
通过调频连续波雷达高时空分辨率垂直探测分析,进一步揭示了江淮地区对流云强度、粒子下落速度的精细垂直结构特征。发现三类主要对流云型精细垂直结构特征:孤立对流云,云内回波呈波状排列结构,回波强度逐波次加强,垂直方向上存在明显的次级环流,且其上部有典型的云砧出现;簇状对流云,呈明显簇状排列,强度总体偏弱,回波顶高大部分低于6km,降水粒子落速随着高度的降低逐渐增大;非线状对流云,对流云镶嵌在层云中,层云区域有清晰的粒子融化带,厚度约为0.2 km,嵌入对流云顶高于层云云顶,无融化带,降水粒子的垂直落速在融化带附近快速变化,融化带上部粒子下落速度小,融化带下部下落速度大。