理論與實踐: 南方三類云系云結(jié)構(gòu)預(yù)報和增雨作業(yè)條件分析
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作者：鄭曉敏
引 言
我國是水資源短缺和氣象災(zāi)害頻發(fā)的國家，近年來受氣候變化等的影響，發(fā)生嚴重旱災(zāi)的頻率明顯增加，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活等帶來嚴重影響。人工影響天氣是氣象服務(wù)的重要科技手段之一。在防災(zāi)減災(zāi)和云水資源開發(fā)的迫切需求下，我國一直廣泛地開展著人工增雨作業(yè)。目前我國有30個�。▍^(qū)、市）開展飛機、高炮、火箭增雨防雹作業(yè)，人工增雨作業(yè)區(qū)面積達360萬km2（鄭國光等，2012）。人工增雨作業(yè)是在適當云層中播撤人工催化劑，以使更多的水汽和云水轉(zhuǎn)化為降水。在實施人工增雨作業(yè)前，需要對作業(yè)實施對象——云系的宏微觀特征進行預(yù)判，提前確定合適的作業(yè)區(qū)域、作業(yè)時機和作業(yè)劑量，才能科學地實施人工增雨作業(yè)。因此，利用數(shù)值模式對云結(jié)構(gòu)和人工增雨作業(yè)條件進行預(yù)報和分析，為開展人工增雨外場作業(yè)提供技術(shù)支撐和指導(dǎo)，具有十分重要的科學意義和實用價值。
目前的區(qū)域數(shù)值模式預(yù)報產(chǎn)品，主要包括位勢高度、溫度、風、降水等要素，通過它們可以提前了解天氣形勢、降水等的發(fā)展演變（閆之輝等，2010），但是傳統(tǒng)的數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品不包括云的宏微觀結(jié)構(gòu)，無法提供人工影響天氣作業(yè)關(guān)注的云頂高度、云頂溫度、0℃層高度、過冷層厚度、云中各種水成物粒子含量等，不能滿足人工影響天氣作業(yè)的需求。因此有
必要研發(fā)人工影響天氣作業(yè)條件預(yù)報產(chǎn)品，開展人工影響天氣模式預(yù)報業(yè)務(wù)。美國Wyoming人工影響天氣五年試驗項目中利用WRF中尺度模式的實時四維資料同化預(yù)報系統(tǒng)( RT-FDDA)對地形云增雨（雪）作業(yè)條件預(yù)報(Lou et al，2011)。我國學者也一直在人工影響天氣數(shù)值模式的發(fā)展及其在人工影響天氣業(yè)務(wù)中的應(yīng)用進行著不斷研究（張邢等，2013；陳小敏等，2014），中尺度可分辨云模式已經(jīng)應(yīng)用于云結(jié)構(gòu)和人工影響天氣作業(yè)條件預(yù)報和分析(Lou et al，2012)。
人工影響降水的方法按其影響降水過程的不同分為兩類（李大山，2002），一類是靜力催化，即影響云中的微物理過程以提高降水效率，另一類是動力催化，即影響云中動力學過程以增大云中的上升氣流。靜力催化又可分為冷云催化（即人工影響冰晶過程）和暖云催化（即人工影響碰并過程）。靜力催化的冷云人工增雨的經(jīng)典理論是催化引入的人工冰晶可以通過貝吉隆過程使過冷水轉(zhuǎn)化為降水。貝吉隆過程是指：在溫度低于O℃和過冷水滴、冰晶、水汽共存的云區(qū)，由于水面的飽和水汽壓比冰面的高，當云中的水汽壓處于兩者飽和值之間時，水汽在冰晶上凝華而使冰晶長大，同時水滴不斷蒸發(fā)。國內(nèi)外開展了各類云系（地形云、層狀云、對流云等）的冷云靜力催化人工增雨（雪）的外場試驗和數(shù)值模擬研究，在作業(yè)條件和催化方法方面取得了很多研究成果。美國在Wyomirig地形云增雪試驗項目中將溫度、過冷水和風作為催化條件識別指標( Breedet al，2014)。Xue等(2013)利用WRF模式分析了Agl催化冬季地形云過程，指出降水的增加來自水汽消耗，催化效果與自然降水效率成反比，與播撒率成正比。Guo等(2007)和方春剛等(2009)數(shù)值模擬了Agl播撒對對流云和降水的影響，結(jié)果表明在最大上升氣流區(qū)播撒效果最好．其次是過冷水區(qū)播撒。何暉等(2013)對北京層狀云進行人工增雨數(shù)值模擬，不同催化高度和催化時間的結(jié)果表明，應(yīng)選擇過冷水含量比較豐富而冰雪晶含量偏少的區(qū)域進行播撒，云系的初始階段催化效果顯著。
我國南方夏季出現(xiàn)干旱的主要影響系統(tǒng)是西太平洋副熱帶高壓（以下簡稱副高），而降水的影響系統(tǒng)主要為臺風、西風槽、副熱帶輻合帶等（夏麗花等，2003；李玉林等，2003），云系性質(zhì)主要為對流云和積層混合云（蔣年沖等，2003）。2013年夏季，我國南方出現(xiàn)大范圍高溫天氣，并且降水異常偏少，出現(xiàn)嚴重的氣象干旱。為緩解旱情，各地人影部門抓住有利時機進行增雨作業(yè)，中國氣象局人工影響天氣中心利用數(shù)值模式每日進行云結(jié)構(gòu)預(yù)報和冷云催化增雨作業(yè)條件分析，為外場作業(yè)提供指導(dǎo)產(chǎn)品。本文簡要回顧了2013年8月的旱情和天氣過程，重點對2013年8月南方三類云系的云結(jié)構(gòu)預(yù)報結(jié)果和冷云催化增雨條件進行分析。
1 天氣過程及模式簡介
1.1 高溫干旱旱情和天氣
2013年8月，副高偏西偏強，導(dǎo)致我國南方地區(qū)出現(xiàn)35℃以上高溫天氣，其特點是持續(xù)時間長、覆蓋范圍廣、強度大、影響重（楊舒楠等，2013）。其中江淮大部、江漢、江南以及廣西北部、重慶、貴州東部、四川東部35℃以上的高溫日數(shù)普遍有10～20d，最高氣溫普遍達38～40℃，部分地區(qū)超過40℃，其中浙江新昌(44.1℃)和奉化(43.5℃)，湖南慈利(43.2℃)、安徽涇縣(42.7℃)等超過歷史極值。同時，我國南方地區(qū)降水異常偏少，出現(xiàn)嚴重的氣象干旱。8月1日旱情蔓延，強度加大；8月13日，旱情最為嚴重（圖la），貴州、湖南、重慶南部、江西西部等地達到重旱，其中貴州和湖南大部分地區(qū)達到特旱。
8月1-22日，我國南方高溫旱區(qū)降水過程可分為3個階段。如圖1b～1d所示，8月1-4日，副高西伸脊點位于110。E附近，脊線位于27.5。N附近，5880 gpm等位勢高度線控制我國江南地區(qū)，8月2日19：30強熱帶風暴飛燕在海南文昌龍樓鎮(zhèn)登陸，受其外圍云系影響，2-4日南方高溫旱區(qū)的貴州、重慶等地產(chǎn)生降水，過程累計雨量為10～50 mm；8月5 13日，副高西伸脊點位于107°E附近，0880 gpm等位勢高度線控制范圍擴大，南方高溫旱區(qū)炎熱少雨，僅零散地區(qū)出現(xiàn)局部對流性降水天氣；14 22日，環(huán)流形勢有所調(diào)整，副高明顯北抬，脊線位于35°N附近，南方高溫旱區(qū)受低壓系統(tǒng)控制，14日15：50強臺風尤特在廣東省陽江市陽西縣登陸，22日02:40臺風潭美在福建省福清市沿海登陸，受這2個低壓系統(tǒng)影響，14-22日南方高溫旱區(qū)出現(xiàn)大范圍強降水，累計雨量為50～300 mm，旱情得到緩解。
1.2模式簡介
人工影響天氣作業(yè)條件預(yù)報主要針對云的宏微觀結(jié)構(gòu)進行預(yù)報，對于復(fù)雜的云微物理特性，需要模式采用詳細的微物理方案對其進行描述。CAMS復(fù)雜微物理方案是由中國氣象科學研究院開發(fā)（Hu，2005;樓小風，2002）的一套準隱式格式的混合相雙參數(shù)雪晶方案。該方案包括11個云物理預(yù)報變量，分別為水汽、云水的比質(zhì)量(Qv，Qc)，雨水、冰晶、雪和霰的比質(zhì)量和數(shù)濃度(Qr、Qi、Qs、Qg；Nr、Ni、Ns、Ng)，考慮了31種云物理過程。該方案已經(jīng)與MM5、GRAPES、WRF中尺度模式動力框架耦合（孫晶等，2008；Gao et al，2011），并用于降水的云物理機制和人影作業(yè)條件分析研究（史月琴等2008a;2008b；孫晶等，2011）。
利用耦合CAMS復(fù)雜微物理方案的MM5中尺度模式對2013年8月南方高溫旱區(qū)進行云結(jié)構(gòu)預(yù)報和增雨作業(yè)條件分析。模式水平分辨率為15 km，預(yù)報區(qū)域為(23�！�35。N、103�！�12 3.5。E)。采用全球模式T213每日08時（北京時，下同）的預(yù)報資料作為初始場和側(cè)邊界條件，啟動模式當日08時的預(yù)報，預(yù)報時效48 h。對流參數(shù)化方案采用KF方案。預(yù)報產(chǎn)品主要包括云頂溫度、云頂高度、垂直累積總水成物（云帶）、垂直累積過冷水、各層水成物等，通過降水、云的水平和垂直結(jié)構(gòu)等分布和演變，來分析增雨條件。利用當日14時衛(wèi)星觀測云帶分布檢驗?zāi)Ｊ筋A(yù)報云場后，分析第2日08時至第3日08時的云結(jié)構(gòu)和增雨條件。
2 臺風外圍云系
2.1 云結(jié)構(gòu)預(yù)報和作業(yè)條件分析
2013年8月3日，受強熱帶風暴飛燕外圍云系影響，貴州、重慶等旱區(qū)迎來降水過程。利用8月2日08時起報的預(yù)報產(chǎn)品，對3日云結(jié)構(gòu)和作業(yè)條件進行分析。模擬的云帶用模式計算的云水、雨水、冰晶、雪和霰含水量總和的垂直累積量代表，衛(wèi)星反演的光學厚度是指在整個路徑上云消光的總和。首先利用2日14時的衛(wèi)星反演產(chǎn)品對模式預(yù)報云帶進行檢驗（圖2），模式預(yù)報的主云區(qū)呈南北走向分布于重慶至貴州一線，與反演產(chǎn)品相比云帶略顯松散，但位置基本一致。實況顯示2日19：30“飛燕”在海南省文昌龍樓鎮(zhèn)沿海登陸，之后系統(tǒng)繼續(xù)向西北方向移動（圖略）。模式預(yù)報的云帶結(jié)果顯示，8月3日08時至4日08時，貴州大部、湖南西部有臺風外圍云系發(fā)展，自東南向西北方向移動，貴州南部云系于3日19時開始加強，垂直累積總水成物含量在5 mm以上，并且含有0.1 mm以上的過冷水(圖
3a)。模式預(yù)報的降水顯示，3日08時至4日08時貴州大部均有降水，南部地區(qū)有大雨（圖3b）。為進一步分析云垂直結(jié)構(gòu)，沿貴州南部26.0°N做水成物垂直剖面圖（圖4），貴州南部地區(qū)(106°～108°E)為冷暖混合云降水，0℃高度位于5000 m，云頂高度大于10 km;冰晶數(shù)濃度大值區(qū)位于300 hPa以上，最大達200個·L-1，高層冰晶尚未下落以致300 hPa以下冰晶數(shù)目減少；雪和霰主要分布在冷區(qū)的550 hPa以上，在0℃高度以下的暖區(qū)存在尚未融化的雪和霰；在暖區(qū)分布大量的云水和雨水，云水含量最大達到1 g·kg-1，在冷區(qū)分布著過冷水；過冷水主要位于O～-10℃層(海拔高度5000～7000 m)，最大值為0.3 g．kg-1，并且該層冰晶數(shù)濃度非常少，可能具有冷云催化增雨潛力。因此，通過分析得出，8月3日08時至4日08時，貴州地區(qū)最有可能的冷云催化增雨潛力區(qū)分布如圖3a中紅圈范圍所示。
2.2預(yù)報結(jié)果檢驗
為檢驗?zāi)Ｊ綄?月3-4日臺風外圍云系過程預(yù)報效果，下面分析實況降水和雷達回波結(jié)構(gòu)。8月3日08時至4日08時高溫旱區(qū)實況降水（圖5a）主要分布于貴州、湖南北部、湖北、安徽至江蘇一帶，降水量為1～25 mm，模式預(yù)報雨區(qū)（圖3b）范圍比實況偏大，貴州東南部降水量級比實況偏大。貴州興義雷達觀測的回波顯示（圖5b），3日10時至4日05時貴州省西南部有大范圍的積層混合性降水回波自東南向西北方向移動，回波最強為35dBz，回波頂高達到10 km以上（圖5c），對比2.1節(jié)模式分析部分，模式預(yù)報的云帶位置、移動趨勢、云發(fā)展高度與實況基本一致，但預(yù)報的云系影響時段比實況偏晚6h。
3 副高控制下局地對流云團
3.1 云結(jié)構(gòu)預(yù)報和作業(yè)條件分析
8月5-13日，副高控制范圍擴大，南方高溫旱區(qū)炎熱少雨，僅零散地區(qū)出現(xiàn)局部對流性降水天氣，此時需抓住有利時機進行人工增雨。利用8月9日08時起報的預(yù)報產(chǎn)品，對10日云結(jié)構(gòu)和作業(yè)條件進行分析。首先利用9日14時的衛(wèi)星反演產(chǎn)品對模式預(yù)報云帶進行檢驗（圖6），模式預(yù)報高溫旱區(qū)內(nèi)的云區(qū)主要分為兩類，一類呈西南一東北走向分布于重慶至河南南部一線，云層含水量不大，另一類為分散對流云團分布于湖南、江西、福建等地，兩類云的位置與反演產(chǎn)品相比基本吻合。云帶預(yù)報結(jié)果顯示（圖7a），8月10日08時至11日08時，貴州西南部、重慶北部、湖北西部、湖南南部、江西大部、江蘇中部和南部、浙江西南部局地有分散云團覆蓋。其中，10日20時至11日06時，貴州西南部有對流云團發(fā)展，水平尺度小于100 km，自南向北移動；10日12時至11日05時，江蘇中部地區(qū)先后有2個對流云團自西南向東北方向移動發(fā)展；10日11時至11日oo時，江西中部和南部地區(qū)有多個局地對流云團發(fā)展。旱區(qū)貴州西南部、江西南部、江蘇中部局地有豐沛的過冷水。模式預(yù)報的降水顯示，10日08時至11日08時江蘇中部、江西南部、貴州西南部等有較為分散的局地降水出現(xiàn)（圖7b）。為了分析云垂直結(jié)構(gòu)，以江西南部對流云團為例，沿26.5°N做水成物垂直剖面圖，江西西南部地區(qū)( 113.5°～114.5°E)在10日11-18時有對流云發(fā)展，13時對流云正處于發(fā)展階段（圖8），為暖云過程啟動降水，云頂高8 km，由云水和雨水構(gòu)成，云水含量最大達到1 g·kg-1，在冷區(qū)0～20℃層(海拔高度5000~8200 m)分布著豐沛的過冷水，最大值為lg．kg-l，上升運動大值區(qū)位于4000～6000 m，最大達1.2 m．s-l；14時后冰相粒子發(fā)展，轉(zhuǎn)為冷暖混合云降水，云頂抬升至9 km（圖略）；16時后減弱至18時消亡。從對流云結(jié)構(gòu)和演變過程來看，在初始發(fā)展階段（12 -14時），云中含有豐富的過冷水，冰晶數(shù)濃度很少，上升運動大值區(qū)位于過冷水層下方，可能具有很好的冷云催化增雨潛力。因此，通過分析得出，8月10日08時至11日08時，最有可能的冷云催化增雨潛力區(qū)分布如圖7中紅圈范圍所示。
3.2 預(yù)報結(jié)果檢驗
為檢驗?zāi)Ｊ綄?月10-11日副高控制下局地對流性降水過程預(yù)報效果，下面分析實況降水和雷達回波結(jié)構(gòu)。8月10日08時至11日08時高溫旱區(qū)實況降水（圖9a）主要分布于江西、貴州、安徽、江蘇的部分地區(qū)，降水量為5～50 mm，模式比較好地預(yù)報出了副高內(nèi)部分散性局地對流降水特征（圖8b），準確預(yù)報了江西地區(qū)強降水的位置和量級。江西贛州雷達觀測的回波顯示（圖9b），江西南部地區(qū)在13-20時有塊狀對流性回波發(fā)展，自東向西移動，回波最強達50 dBz以上，回波頂高可達10 km（圖9c），初生回波單體尺度在20 km左右，回波通過合并形成200 km的對流回波帶，對比3.1節(jié)模式分析部分，模式預(yù)報10日11時至11日OO時江西中部和南部地區(qū)有多個局地對流云團發(fā)展，云頂高度達9 km以上，模式預(yù)報的云系性質(zhì)、發(fā)展高度、移動方向與實況基本吻合，但模式預(yù)報的對流云尺度在50 km以上，比實況偏大。
4 臺風登陸后低壓環(huán)流云系
4.1 云結(jié)構(gòu)預(yù)報和作業(yè)條件分析
2013年8月18日，受強臺風“尤特”登陸后的低壓環(huán)流云系影響，高溫旱區(qū)迎來明顯的降水過程。利用8月17日08時起報的預(yù)報產(chǎn)品，對18日作業(yè)條件進行預(yù)報。首先利用17日14時的中國氣象局人工影響天氣中心衛(wèi)星反演產(chǎn)品對模式預(yù)報云帶進行檢驗（圖10），模式預(yù)報的主云區(qū)位于貴州、廣西、湖南交界附近，與反演產(chǎn)品相比基本接近，并且模式很好地預(yù)報出了安徽與湖北交界處的小云團。云帶預(yù)報結(jié)果顯示（圖11a），8月18日08時至19日08時，重慶、湖北、河南、安徽、江蘇等局地有分散云團覆蓋，貴州、湖南、江西、廣西、福建等地有大范圍云系覆蓋，穩(wěn)定維持，云帶中含有多個含水量大值中心，自東向西移動。旱區(qū)重慶南部、貴州大部、湖南大部、江西大部、廣西北部過冷水含量較多：湖北東北部、河南南部、安徽北部、江蘇北部有分散性過冷水。模式預(yù)報的降水顯示.18日08時至19日08時旱區(qū)內(nèi)存在兩條雨帶．一條呈西南東北走向位于湖北北部、安徽北部至江蘇北部，一條東西走向位于貴州、湖南以及江西南部地區(qū)（圖llb）。為了分析云垂直結(jié)構(gòu)，分別沿貴州、湖南中部(26.5°N)和安徽、江蘇北部(34°N)做水成物垂直剖面圖。圖12顯示，貴州中部、湖南中部地區(qū)(108°～112°E)既有暖云降水（108°E附近）．也有冷暖混合云降水（110°E附近）：其中．冷暖混合云（110°E附近）垂直結(jié)構(gòu)為：O℃層高度位于5000 m，云頂高度約7000 m:冷區(qū)存在少量的雪和霰，存在一定過冷水，含量在0.1 g·kg-1以上，主要位于0～-10℃層（海拔高度0200～7000 m），缺乏冰晶粒子，可能具有很好的冷云催化增雨潛力。圖13顯示，安徽北部、江蘇北部地區(qū)主要為冷暖混合云降水，過冷水含量較多，約0.3 g．kg-1，主要位于0～-15℃層（海拔高度5500～7500 m），冰晶數(shù)濃度較少，可能具有一定的增雨潛力。因此，通過分析得出，8月18日08時至19日08時最有可能的冷云催化增雨潛力區(qū)分布如圖11a中紅圈范圍所示。
4.2預(yù)報結(jié)果檢驗
為檢驗?zāi)Ｊ綄?月18-19日臺風登陸后低壓環(huán)流云系降水過程預(yù)報效果，下面分析實況降水和雷達回波結(jié)構(gòu)。8月18日08時至19日08時高溫旱區(qū)實況降水（圖14a）主要分布于貴州大部、湖南大部、江西南部、湖北中部和安徽北部地區(qū)，降水量在10～50 mm，模式預(yù)報雨量（圖llb）略偏大，分布范圍與實況基本吻合。貴州遵義雷達回波顯示（圖14b），18日12-20時有分散性絮狀回波自東南向西北方向移動影響貴州大部地區(qū)，回波強度在35dBz左右，回波頂高在6～8 km(圖14c)，回波主要位于5 km高度零度層以下的暖區(qū)，對比4.1節(jié)模式分析部分，模式預(yù)報貴州地區(qū)有大范圍云系自東向西移動，云頂高度7km，暖云含量較多，可見模式預(yù)報云系性質(zhì)、影響時段、云頂高度等與實況接近；而位于北部雨帶的江蘇南京雷達回波顯示，8月18日13時，江蘇北部有塊狀對流回波發(fā)展，初生回波水平尺度約30 km，15時對流回波合并成中尺度對流回波帶（圖14d），回波強度在50 dBz，垂直結(jié)構(gòu)顯示（圖14e），回波帶長達200 km，回波頂高在14 km以上，回波帶上有多個處于不同發(fā)展階段的回波單體，20時對流回波帶減弱消散。對比4.1節(jié)模式分析部分，模式比較好地預(yù)報出了江蘇北部對流性降水的特征（圖11）．預(yù)報云頂高度在12 km以上，與實況接近．不足之處在于15 km的模擬分辨率無法細致刻畫對流回波的多單體結(jié)構(gòu)特征。
5 結(jié)論和討論
2013年夏季，我國南方出現(xiàn)大范圍高溫天氣和嚴重的氣象干旱。為緩解旱情，各地人影部門抓住有利時機進行增雨作業(yè)。8月1 22日，中國氣象局人工影響天氣中心利用人影數(shù)值模式每日開展云結(jié)構(gòu)預(yù)報和增雨作業(yè)條件分析服務(wù)工作，通過云帶、過冷水、云垂直結(jié)構(gòu)、降水等產(chǎn)品，分析冷云催化增雨作業(yè)條件，為外場作業(yè)提供指導(dǎo)產(chǎn)品。本文簡要回顧了2013年8月的旱情和天氣過程，重點對2013年8月南方三類云系的云結(jié)構(gòu)預(yù)報結(jié)果和冷云催化增雨作業(yè)條件進行了分析。
8月1 22日，我國南方高溫旱區(qū)降水過程可分為3個階段和3種類型。1-4日臺風外圍云系降水；5-13日，副高控制下局地對流性降水；14-22日，臺風登陸后低壓環(huán)流云系降水：人影模式對臺風外圍云系和低壓環(huán)流云系降水的范圍和強度基本預(yù)報正確，對貴州省臺風外圍云系降水時間的預(yù)報比實況偏晚6 h，對局地對流降水位置的預(yù)報略有偏差。利用衛(wèi)星反演光學厚度檢驗?zāi)Ｊ筋A(yù)報的云帶，大范圍云系與實況衛(wèi)星反演結(jié)果比較吻合，而且能夠預(yù)報出局地對流云團。模式能夠比較好地預(yù)報出云系是否為積層混合云或?qū)α髟频仍葡敌再|(zhì)，并
且云頂高度等云層垂直結(jié)構(gòu)與實況也基本吻合，但不能完全反映出尺度較小的對流云單體細致特征。通過綜合分析三類云系的云帶、過冷水、云垂直結(jié)構(gòu)、降水等產(chǎn)品可知，臺風外圍云系和低壓環(huán)流云系既有暖云降水、也有冷暖混合云降水，冷暖混合云中有最大值為0.3 g．kg-1的過冷水，位于- 10～0℃，冰晶數(shù)濃度較少．可能具有較好的冷云催化增雨潛力；副高內(nèi)部局地對流云團基本為冷暖混合云降水，在初始發(fā)展階段會出現(xiàn)最大值為lg．kg- 1過冷水，冰晶數(shù)濃度很少，上升運動大值區(qū)位于過冷水層下方，可能具有很好的冷云催化增雨潛力。
以往對人工增雨條件的分析研究大多針對北方層狀云，而南方夏季的降水類型一般為積層混合云以及對流云，針對此類型云的微物理結(jié)構(gòu)和增雨條件的研究還需加強。對于數(shù)值預(yù)報模式而言，針對南方非均勻性云和降水的預(yù)報準確率有待進一步提高，尤其是局地對流性降水，15 km的模式分辨率較粗，模式同時采用對流參數(shù)化方案和云微物理方案，有時會使云微物理方案模擬降水比例偏少，影響云場的預(yù)報，這需要模式的時空分辨率、物理過程以及初始場等方面進行改進和完善。人影作業(yè)條件預(yù)報產(chǎn)品有助于外場作業(yè)方案設(shè)計，同時在臨近作業(yè)時，需要利用實時雷達、衛(wèi)星、飛機等監(jiān)測數(shù)據(jù)對模式分析的作業(yè)潛力區(qū)進行檢驗和訂正，將模式預(yù)報與實際作業(yè)進行有效結(jié)合，尋找最佳的增雨潛力區(qū)。
6提要：
2013年夏季，我國南方出現(xiàn)了大范圍高溫干旱天氣。8月1 22日，中國氣象局人工影響天氣中心利用人影數(shù)值模式為南方高溫旱區(qū)開展云結(jié)構(gòu)預(yù)報和人工增雨作業(yè)條件分析服務(wù)工作。文章簡要回顧了2013年8月的旱情和天氣過程，重點對2013年8月南方三類云系的云結(jié)構(gòu)預(yù)報結(jié)果和增雨作業(yè)條件進行了分析。8月1 22日．我國南方高溫旱區(qū)降水過程可分為3種類型。l一4日為臺風外圍云系降水；5 -13日為副熱帶高壓控制下局地對流性降水；14-22日為臺風登陸后低壓環(huán)流云系降水。人影模式對臺風外圍云系和低壓環(huán)流云系降水的范圍和強度基本預(yù)報正確，對云系影響時段和局地對流降水位置的預(yù)報略有偏差。利用衛(wèi)星反演光學厚度、實測雨量和雷達回波檢驗?zāi)Ｊ筋A(yù)報結(jié)果，大范圍云系與實況衛(wèi)星反演結(jié)果比較吻合，而且能夠預(yù)報出局地對流云團，以及與實況接近的云層性質(zhì)和垂直結(jié)構(gòu)。綜合分析云帶、過冷水、云垂直結(jié)構(gòu)、降水等產(chǎn)品可知，臺風外圍云系和低壓環(huán)流云系既有暖云降水、也有冷暖混合云降水，冷暖混合云中有最大值為0.3 g·kg-1過冷水，位于-10～O℃，冰晶數(shù)濃度較小，可能有較好的冷云催化增雨潛力；副熱帶高壓內(nèi)部局地對流云團基本為冷暖混合云降水，在初始發(fā)展階段會出現(xiàn)最大值為1 g·kg-1過冷水，冰晶數(shù)濃度很少，上升運動大值區(qū)位于過冷水層下方，可能有很好的冷云催化增雨潛力。針對南方夏季積層混合云以及對流云的微物理結(jié)構(gòu)和增雨條件的研究以及預(yù)報準確率還需加強和提高。
