论文导读：因为天气过程的不可重复性，人工增雨作业的效果检验问题一直是一个世界性难题，也是我国人工影响天气技术中最薄弱的环节。因此，探索一种简单、科学、方便的人工增雨效果检验方法，建立面向业务、面向基层的人工增雨效果检验业务系统，已非常迫切。以最小二乘法的方法求解方程。
关键词：人工增雨，效果检验，方法
0.导语
因为天气过程的不可重复性，人工增雨作业的效果检验问题一直是一个世界性难题，也是我国人工影响天气技术中最薄弱的环节。科技论文。因此，探索一种简单、科学、方便的人工增雨效果检验方法，建立面向业务、面向基层的人工增雨效果检验业务系统，已非常迫切。
1.效果检验的原理
根据人工增雨理论和研究，对云体实施人工增雨作业后，催化剂通过播撒作用和布朗运动、湍流、上升运动扩散到附近云体，形成人工冰核，当云体内冰核浓度达到100个/升时，将引起局部云体内云物理的动力和静力效应，从而使得云体内水汽、云滴转化为雨滴降落地面，增加降水总量。
人工增雨作业效果检验，其实就是比较人工增雨作业后受影响区域内雨水量的变化。因此，人工增雨作业效果检验，就是要确定几个数值的问题：一个是作业影响区域及其面积，一个是作业影响区自然降水量，一个是作业影响区实测降水量。用作业影响区内平均实测降水量减去平均自然降水量得出作业后降水增加量，再根据作业影响区域面积和当地水价，得出作业后增加的雨水总量和经济效益。
2.检验的基础和假设
有足够多的降水自动探测站组成足够细的网格，以求能够更加真实地反映降水沿地表分布情况。目前，各地均陆续建成区域天气自动站网，将为效果检验提供有效的降水分布数据。
人工增雨作业的云系范围要足够大，而人工增雨作业影响的范围有限。这样反演出自然降水和实测降水更为接近实际。
3.参数的确定
参数值的确定是人工增雨效果检验的关键步骤。需要确定的参数值有预计作业影响区域和位置、有实测降水量、自然降水量等。
3.1预计作业影响区和位置
一次地面人工增雨作业产生的人工冰核数量有限。在实践中一般每次地面人工增雨作业发射火箭弹2-3枚或者是高炮弹40发左右。由于地面人工增雨作业的播撒方法的局限，催化剂催化的云体范围有限，约为5km（火箭作业在播撒起点与终点间，高炮在弹爆点附近，另外携带的催化剂量和催化产生的人工冰核数量有限），其影响范围随过程演变将经过扩大、缩小的变化。由于云体还随高空引导气流向下流移动。因此，作业影响区类似于长轴为引导气流方向的椭圆。为研究方便起见，我们把作业影响区视为一个半径r km、园心向催化点引导气流下游偏离(r-5) km的园形区域。根据有关研究，一次地面人工增雨作业的影响区域面积大约为300 km2[1]，由于我们评估时采用区域平均法，为保险起见，可以将影响区域取为S≈450 km2，则r=(450/PI)1/2≈12 km。
3.2实测降水量
这是通过现有区域天气自动站网可以实时取得的资料，其分布以Ws（x,y）来表示。在实践中可以采用Ws(x,y)’＝F(x,y,z)’= A+B1*X+B2*Y+B3*Z+C1*(X^2)+C2*(Y^2)+C3*(X*Y)+D1*(X^3)+D2*(Y^3)
+D3*(X^2*Y)+D4*(X*Y^2)+……来代替。
以最小二乘法的方法求解方程。确定最高次幂可以从低阶到高阶计算样本残差平方和与样本方差的比值来确定，当比值<=5%时可以认为该次幂模拟函数能够描述气象要素的分布状态，不再继续更高次幂函数的求解。
3.3自然降水量
对于人工增雨作业影响区域外的自然降水可以从区域天气自动站网中实时获取，其分布以Wz(x,y)表示，实践中可以用Wz(x,y)’＝F(x,y,z)’= A+B1*X+B2*Y+B3*Z+C1*(X^2)+C2*(Y^2)+C3*(X*Y)+D1*(X^3)
+D2*(Y^3)+D3*(X^2*Y)+D4*(X*Y^2)+……来模拟。
参数及最高次幂确定同3.2.
4.效益检验
用Wz(x,y)反演出作业影响区内站点自然降水Rz(n)，并与实测值Rs(n)比较，降水量单位均为mm。
求取平均增雨量△R=1/n∑(Rs(i)-Rz(i)),n为影响区域内站点数，单位为mm。
求取平均增雨率为β=n*△R/∑Rs(i)。
增水量以△W=△R/1000*S*1000*1000 m3=△R*S*1000 m3
5.一次人工增雨作业效果检验的实例
2009年4月24日17时在(x0,y0)北纬25.80度、东径114.86度进行催化作业后，24-25日过程区域气象自动站雨量资料及站点地理位置资料（见表-1）。经查天气图和雷达回波显示，降水云团偏东方向移动（90度）。
设作业影响区为半径10km、圆心在催化点天气下游5km点（X＝X0＋（r-d）*sinθ/111，纬度Y＝Y0+（r-d）*cosθ/111, X0、Y0为催化作业播撒中心点，θ为云团移动方位角）即北纬25.8度东径114.9度的圆。将站点位置取北纬25.8度东径114.9度相对位置，并将单位换算成公里，即x’=(X-114.9)*111，y’=(y-25.9)*111。取最高次冪为3次，得自然降水分布函数为
由表－1可见，作业影响区内估测自然降水平均为19.7毫米，该次人工增雨作业后实测平均降水量为29.1毫米。科技论文。科技论文。因此，该次人工增雨平均增雨量为9.4毫米，增雨率为32%，受益面积为314平方公里，增雨量为298万吨，经济效益119万元（以每吨0.4元计）。
表－1：站点降水资料
站 点 Rs X（度） Y（度） X’（km）Y’(km) Rz △R 备注
章贡区林科所 30.9114.9747 25.7903 8.2942 -1.0792 30.4 0.5
章贡区橡胶坝 32.2114.9336 25.8728 3.7308 8.0783 33.1 -0.9
章贡区收费站 28.4114.8397 25.8539 -6.6908 5.9817 28.7 -0.3
章贡区通天岩 39.5114.9044 25.9244 0.4933 13.8133 38.9 0.6
章贡区龙村 29.8 115.041125.8142 15.6633 1.5725 30 -0.2
章贡区大学城 28.8114.8803 25.7961 -2.1892 -0.4317 9.5 19.3 估测点
章贡区市政府 32.1114.9275 25.8328 3.0525 3.6383 22.1 10 估测点
章贡区水泵站 29114.8778 25.8375 -2.4667 4.1625 18.5 10.5 估测点
章贡区市防办 33.7114.9283 25.8422 3.145 4.6867 25.38.4 估测点
章贡区农科所 21.9114.9553 25.8078 6.1358 0.8633 23.2 -1.3 估测点
章贡区潭东 0.2114.865 25.7578 -3.885 -4.6867 29.3 -29.1 疑误点
章贡区垇头 0114.8233 25.885 -8.51 9.435 34.5-34.5 疑误点
参考文献
[1]蔡定军等.江西省BL－1型火箭增雨作业技术方法研究[J].江西气象科技，2004，27（2）：35-38
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