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成都信息工程大学硕士学位论文

人工防雹作业物理效果检验方法研究

摘要

本文利用贵州威宁县雪山镇X波段双偏振天气雷达（YLD1-D）数据和基

HID20194272019

于模糊逻辑算法的水成物粒子识别（）方法。对年月日、

年6月14日和2019年8月22日三类雹暴作业后雹云宏、微观物理演变特征进

行观测研究。根据人工播剂的扩散规律，将作业雹云划分为三个研究区域，将

雹云的演变过程分为两个时段。比较分析各区域、时段雹云的响应特征，并建

立普通多单体雹暴、单体雹暴和飑线系统下强多单体雹暴防雹作业的概念模型。

主要结论如下：

(1)Z45dBZ

普通多单体雹暴作业前冰雹形成区水平反射率（）大于，差分反

H

射率（Z）在-0.5~1.5dB之间，差分相移率（K）小于0.5°/km，相关系

DRDP

数（ρ）介于0.85~0.96之间，形成区内主要为小雹和低密度霰粒子，过

HV

冷水含量相对较低。主单体附近存在饲养单体，冰雹生长机制符合饲养单

体理论。作业后，雹云反射率和强回波高度的降低主要发生在播撒时段，

回波顶高和风暴高度的降低主要发生在后续时段。播撒区中冰雹、过冷水

和低密度霰减少，冰晶和聚合物增多，水成物粒子的变化特征和时间与AgI

完全核化后进行“利益竞争”一致。此类雹云的雹胚来源主要为低密度霰，

其防雹作业遵循的主要理论为“云水冻结”、“利益竞争”和“早期降雨”。

(2)Z45~55dBZZ-0.5~3.5dBK

单体雹暴冰雹形成区强度在，值在之间，

HDRDP

值小于0.5°/km，ρ值在0.60~0.92之间。雹云Z值较大，ρ值较小，

HVDRHV

冰雹形成区内主要为雨雹混合物。作业后，雹云回波高度的变化特征与普

通多单体雹云一致。播撒区中雹粒子、过冷水明显减少，聚合物和冰晶增

多，高密度霰变化不明显。单体雹云冰雹生长区内过冷水含量较高，播撒

后人工雹胚（冰晶和冻滴）生长速率较快，水成物粒子数量变化更快。此

类雹云冰雹形成区内含有大量过冷水，雹胚来源主要为高密度霰，其防雹

效应主要遵循的理论为“利益竞争”和“早期降雨”。

(3)飑线系统下发展的强多单体中处于不同发展阶段的单体，其冰雹形成区的

Z

微物理特征不同，处于雹云发展早期阶段的单体冰雹形成区值偏大，

DR

主要在0~4.5dB之间，K值小于0.5°/km，ρ值主要介于0.70~0.96，形

DPHV

成区内主要为雨夹雹。而趋于成熟期的单体冰雹形成区Z值主要在