人工防雹催化效果的数值模拟
在对内蒙古中部地区(以呼和浩特地区为代表)18 年雷达探测资料、降雹资料以及人工防雹作业资料分析的基础上,利用中科院大气所研制的三维积云催化模式,以呼和浩特08 时、20 时探空资料或经过对边界层大气层结进行订正后的近似14 时探空资料为初始场,对一定数量的冰雹云或雷雨云进行了不同催化时间、不同催化部位以及不同催化剂量的数值模拟实验。根据数值模拟实验结果,分析研究了AgI 催化剂的不同作用效果,经过对比分析并考虑到高炮人工防雹作业的实际情况,得出了比较适宜而有效的催化时间、催化部位以及催化剂量(AgI)等参数。研究结果表明,有效的催化时间宜早不宜迟,比冰雹云回波发展最强时刻提前20 分钟左右或在45dBz 回波刚出现时开始催化,可获得较好的催化效果,而在最强回波即将出现或已经形成时再催化,效果很差;另外,AgI 催化剂的影响时间也依催化量的不同而有所差异,通常为20~40 分,随后其影响力将降低;催化部位应视冰雹云强度、形态结构以及催化剂运载工具的性能而定,对于中等强度及以下的冰雹云,催化部位选择在回波强中心和过冷水累积带处即可,垂直高度大约5~ 6km(-10℃左右),而在更高处催化的模拟实验效果并不理想;对于具有比较明显的前悬回波、强上升气流的弱回波区、回波墙等特征的强冰雹云,一般在云体前部中上层的冰雹胚胎帘(悬挂状回波,大约6~7km 高)催化,效果最好;通常情况下,每次作业的有效催化剂量(AgI)应达到100g(1 克AgI/1 发炮弹),而30 克及以下的催化量起不到抑制冰雹云的作用;对弱冰雹云来说,60 g 左右的催化量也能起到一定作用,催化后回波强中心面积明显减小,强中心高度也有所降低,但回波强度变化不大;对中等强度以上的冰雹云,次催化量达到100g 以上的,可产生明显效果,无论是回波强中心面积、回波强度还是强中心高度,都减小或降低;但也并不是催化量越大越好,400 g 催化量的模拟实验在不同的催化时段内产生了不同的效果,总体上并不优于100 多克的催化量,1000 g 催化量也是如此。
人工防雹 雷达回波 催化效果 数值模拟
巴特尔 单久涛 博格
内蒙古气象科学研究所,内蒙古 呼和浩特 010051 内蒙古雷电预警防护中心,内蒙古 呼和浩特 010051
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2011-11-01(万方平台首次上网日期,不代表论文的发表时间)