朝阳飞机人工增雨作业方案设计

发表时间:2021/7/14   来源:《教学与研究》2021年第10期   作者:李普庆,刘安然,张楠,李抒泽,苏长新
[导读] 自2017年4月,朝阳市使用运-12飞机开展人工增雨作业
        李普庆,刘安然,张楠,李抒泽,苏长新
        辽宁省朝阳市气象局,辽宁  朝阳  122000)
        摘要:自2017年4月,朝阳市使用运-12飞机开展人工增雨作业,该飞机安装了先进的大气探测设备和催化剂播撒设备,可为飞机人工增雨提供大量的观测数据、效果评估数据及科学催化技术。为进一步提高飞机人工增雨作业能力,需要根据朝阳地区天气气候条件及运-12飞机的性能,制定科学的飞机增雨作业实施方案,以期提高飞机人工增雨效果。
         关键词:飞机增雨;催化技术;方案;
         1.朝阳市飞机人工增雨现状
        2017年4月14日,以东北区域人影中心建设项目为依托,列入国家“十二五”规划项目用于朝阳市人工增雨的运-12飞机落户朝阳,该增雨飞机安装了先进的大气探测设备、空地通信设备以及高效能的人工增雨催化播撒设备,在国内同类型人工增雨飞机中是最先进的,朝阳市人工增雨能力得到空前提高。
         2.朝阳地区气候特点
        2.1 朝阳市地处中纬度带,高空盛行西风环流。从西北方向源源而来的干冷空气占据本区上空,阻挡了南来的暖湿空气,对降水、特别是产生大型降水过程极为不利,致使我市大部分地区11月至翌年3月总降水量不足 20毫米。唯有夏季副热带气团北移,稳定在较北的纬度时,受东南或西南季风的影响,才可能带来一个多雨过程,时间多集中在7月下旬至8月上旬,其它大部分时间降水较少。
        2.2朝阳市位于燕山山脉北坡及蒙古高原的下缘,地势自西北向东南呈三阶梯降低,北面受科尔沁沙漠的直接影响。南来的暖湿气团受燕山山脉阻挡,在南坡降水;西来的降水过程,往往因阶梯递减下滑锋消,减少降水量;来自北部科尔沁沙漠的气流含水量少,造成我市降水少于邻区。
        2.3影响朝阳地区的降水过程中,主要有500百帕的高空槽,700、850百帕的切变线、地面低压系统以及冷涡系统等等,从而主要形成自西北向东南或自西南向东北移动的降水云系,也有自东北向西南移动的降水云系,但很少。
        2.4 形成的降水云系以层状云、积状云或积层混合云为主。
        2.5 降水云系中,春季的零度层高度大约2500-3600米,夏季的零度层高度大约在4500米以上。
         3.人工增雨飞机作业方案设计依据
        飞机增雨作业的催化剂作为“线源”播撒至云的中下部,其扩散宽度一般为6~12km,催化航迹宜选择平行条播方案,对于不限面积的目标区,可选条距10km、条长50~100km。
         4. 根据朝阳地区天气气候实际情况进行设计实例
        4.1 自西北向东南移动的降水云系
        4.1.1云条件和作业目的
        云条件:以积层混合云降水为主,自西北向东南移动。
        作业目的:增雨,探测实验
        4.1.2作业方案
        作业高度:3000-4200米
        催化剂类型和剂量:暖云焰条20根;
        4.1.3飞行航线
        飞行航线设计如图1所示。


        
                      图1 B50CG号飞机 第01架次 飞行航线示意图
        表1 拐点经纬度信息
序号    经度    纬度    地名    备注    距离
1    120°26’    41°32’    朝阳机场    航线    0
2    120°03’    41°57’    敖汉林家地    作业区域    55
3    119°24’    41°14’    凌源    作业区域    100
4    119°34’    41°11’    喀左大营子     作业区域    15
5    120°16’    41°55’    敖汉金厂沟梁    作业区域    100
6    120°26’    41°52’    北票龙潭    作业区域    15
7    119°43’    41°08’    喀左大城子    作业区域    100
8    119°54’    41°04’    喀左老爷庙    作业区域    15
9    120°37’    41°50’    北票大三家    作业区域    100
10    120°26’    41°32’    朝阳机场    航线    35
        (根据空管部门要求,精确到度分秒)
        4.2 自自西南向东北移动的降水云系
        4.2.1云条件和作业目的
        云条件:以积层混合云降水为主,自西北向东南移动。
        作业目的:增雨,探测实验
        4.2.2作业方案
        作业高度:3000-4200米
        催化剂类型和剂量:暖云焰条20根;
        4.2.3飞行航线
        飞行航线设计如图2所示。
                    图2 B50CG号飞机 第01架次 飞行航线示意图
        表2 拐点经纬度信息
序号    经度    纬度    地名    备注    距离
1    120°26’    41°32’    朝阳机场    航线    0
2    119°24’    41°14’    凌源    作业区域    90
3    119°58’    41°05’    喀左尤杖子    作业区域    50
4    120°05’    41°11’    朝阳县胜利     作业区域    15
5    119°26’    41°22’    凌源热水汤    作业区域    55
6    119°29’    41°30’    建平沙海    作业区域    15
7    120°14’    41°16’    朝阳县北四家子    作业区域    65
8    120°20’    41°21’    朝阳县南双庙    作业区域    15
9    119°37’    41°36’    建平小塘    作业区域    65
10    119°45’    41°42’    建平朱碌科    作业区域    15
11    120°33’    41°26’    朝阳县孙家湾    作业区域    75
12    120°42’    41°33’    朝阳凤凰山    作业区域    16
13    119°53’    41°49’    建平县青松岭    作业区域    75
14    120°03’    41°55’    敖汉杨家地    作业区域    16
15    120°51’    41°39’    北票大板    作业区域    75
16    120°26’    41°32’    朝阳机场    航线    35
         
         五、按照设计方案实施增雨作业后取得的效果
        2020年5月21日,天气系统为东北冷涡影响,按照设计方案,其飞行轨迹为如图1所示,飞行作业后,增加降水量0.9亿立方米,效果明显。
         六.结论
        1.根据不同的天气系统,设计出不同的飞行作业方案;
        2.具体的设计飞行高度、范围、时间、播撒剂量,要根据天气预报以及临近天气资料(如雷达、天气云图等)进行调整,以期达到最佳增雨效果。

作者简介:
李普庆,1966年9月出生,男,辽宁省黑山县人,中央广播电视大学计算机技术应用专业,本科学历,高级工程师职称。主要研究方向为人工影响天气。
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