本发明涉及人工影响天气领域，具体涉及一种人工增雨雪作业潜力决策判别方法。
背景技术
人工增雨雪是我国普遍采用的一种开发空中云水资源的技术手段。通过选择最佳时机对降雨云系进行催化剂适量播撒，以达到充分开发空中云水资源，增加地面降水量，从而起到为农业抗旱、水库蓄水、森林防火、城市生态环境保护等目的。在冷云降水过程中，不是所有自然云都具有实施人工增雨雪作业的条件。人工增雨雪要求自然云中应具有较多的液态水，同时也要有适量的冰核，否则人工增雨雪作业会出现相反结果。因此，自然降雨云是否具有人工增雨雪作业潜力是作业成败的关键，也是实施人工增雨雪作业的基本前提。由于作业时往往缺乏相应的大气探测手段，在判别决策人工增雨雪作业潜力时，通常我们主要参照国家人影中心发布的人影数值模式预报产品，概略分析云中液态水含量和冰晶数浓度，及其发展变化趋势开展作业，因此在作业决策上存在着一定的偏差和不客观性。
技术实现要素：
为弥补现有设备和技术的不足，本发明提供了一种较客观、准确、简单、易行的人工增雨雪作业潜力判别方法。
本发明是通过如下方案实现的：
一种人工增雨雪作业潜力的判别方法。其特殊之处在于：我国北方及冬、秋、春季全国大部地区多为冷云降水，在冷云降水过程中，当自然云中有足够的过冷水和适量的冰核才能产生充分降水。若云中过冷水较多，冰核数少，则地面降水不充分，降水小；若云中过冷水较少，冰核数多，则会出现降水效率低或消减雨现象。因此，本发明选取对冷云催化必不可少的三要素，即液态水含量、地面降水量和近地面大气细颗粒物浓度（pm2.5）实时观测值，对三者相互依赖关系进行了41个试验个例的分析和研究，建立了人工增雨雪作业潜力的判别指标体系。
本发明具体包括以下步骤：
（1）用微波辐射计测得云中液态含水量；
（2）用地面降水观测值代表地面降水量；
（3）用大气污染监测仪测得的近地面大气细颗粒物浓度值表示云中冰核数；
（4）根据41个试验个例的云中液态水含量、地面降水量和近地面大气细颗粒物浓度，建立要素之间的相互依赖关系和人工增雨雪作业潜力判别指标体系；
（5）指挥人员根据该判别指标体系确定降雨云是否具有作业潜力，再结合作业潜力区的雷达回波发展适宜条件，在获得空域批复后，实时指挥地面火箭、燃烟炉实施人工增雨雪作业。
其中，步骤（4）中所述判别指标为：
a）当地面未产生降水前，自然云中具有人工增雨雪作业潜力的判别指标为：
0.1<n<1.5，pm2.5<87；
或1.5<n<2.5，pm2.5<91；
或n＞2.5，pm2.5<93；
b）当地面产生降水后，自然云中具有人工增雨雪作业潜力的判别指标为：
0.1<n<1.5，r<1.9，pm2.5<76；
或1.5<n<2.5，r<2.6，pm2.5<94；
或n＞2.5，r<2.8，pm2.5<97；
其中，n为云中小时液态水含量，单位为mm；r为地面小时降水量，单位为mm；pm2.5为近地面大气细颗粒物小时浓度，单位为μg/m3。
本发明的有益效果是：本发明采用实际观测逐时数据资料，通过41个试验个例对云中液态水量、地面降水量和近地面大气细颗粒物浓度值进行分析和研究，建立了作业潜力判别指标，因此，本发明在人工增雨雪作业潜力的决策判别上更准确、客观；且观测数据资料的获取简便、易行，使作业决策更科学、实用；也是大气污染情况下有效保护和开发空中云水资源的有效方法。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更全面、准确和深入的理解。本发明的保护范围包括但不限于以下实施例，在不偏离本申请发明的技术思路和范围的前提下，任何对本发明的技术方案的细节和形式所做出的修改均落入本发明保护范围内。
本发明通过云中液态含水量、地面降水量和近地面大气细颗粒物浓度的41个试验个例观测数据资料进行深入分析和研究，建立了冷云降水作业潜力判别指标。
1.当气象台预报有小雨降水天气过程时，指挥人员跟踪分析人影业务平台中的云中液态含水量、地面降水量、近地面大气细颗粒物浓度pm2.5小时观测值，根据41个试验个例总结研究和建立的人工增雨雪作业潜力判别指标，即可决策此时降水云系是否具有作业潜力。
2.当地面未产生降水前，通过微波辐射计获得逐时云中液态水含量（n），用大气污染监测仪得到逐时pm2.5观测值，云中人工增雨雪作业潜力判别指标为：0.1<n<1.5，pm2.5<87；或1.5<n<2.5，pm2.5<91；或n＞2.5，pm2.5<93（n为云中小时液态水含量，单位为mm；pm2.5为近地面大气细颗粒物浓度，单位为μg/m3）。满足该指标，则云中具有人工增雨雪作业潜力；否则不具有作业潜力。
3.当地面出现降水后，通过微波辐射计获得逐时云中液态水含量（n），通过自动气象站获得地面逐时降水量（r），用大气污染监测仪得到逐时pm2.5观测值，云中人工增雨雪作业潜力判别指标为：0.1<n<1.5，r<1.9，pm2.5<76；或1.5<n<2.5，r<2.6，pm2.5<94；或n＞2.5，r<2.8，pm2.5<97（n为云中小时液态水含量，单位为mm；r为地面小时降水量，单位为mm；pm2.5为近地面大气细颗粒物浓度，单位为μg/m3），满足该指标，则云中具有人工增雨雪作业潜力；否则，不具有作业潜力。
4.用以上2、3两点判断作业区内的降雨云具有人工增雨雪作业潜力后，作业指挥员再结合作业区内的降雨云雷达回波进行相关特征参数分析，判断具有人工增雨雪作业潜力的降雨云是否同时满足雷达回波强度、面积等宏观决策条件；当符合雷达作业判别条件时，指挥员将按当下量化输出的作业参数实时指挥相关作业点实施火箭、燃烟炉增雨雪作业。
实施例1
表1为大连市2016年11月28日一次降水过程中的云中液态含水量、地面降水量、近地面大气细颗粒物浓度pm2.5的逐时观测值。通过对该实例中三要素的逐时观测值进行的增雨雪作业潜力指标分析，能客观决策判断任何时刻云中作业潜力，见表1分析如下：
表12016年11月28日降水过程各要素值
对上述表格中降水过程三要素分析不难看到，在不同时间段里，有的时间段云中具有增雨雪潜力，有的时间段云中没有增雨雪潜力。如1、10、11、12、13时间段，云中没有增雨雪潜力，这时就不能进行人工增雨雪作业；在其它时间段里（2时_9时），云中液态水较多，而pm2.5浓度值不大，说明这个时间段云中缺乏足够冰核，地面降水较小，因此云中具有人工增雨雪作业潜力，如果此时具有作业条件的雷达回波出现在作业区域，指挥人员可以指挥相关地面作业点实施火箭、燃烟炉增雨雪作业，补充自然降水云中人工冰核不足，从而达到增大地面降水的目的。
实施例2
表2为大连市2015年11月13日一次降水过程中的云中液态含水量、地面降水量、近地面大气细颗粒物浓度pm2.5的逐时观测值，通过对该实例中三要素的逐时观测值进行的增雨雪作业潜力指标分析，即能客观决策判断任何时刻云中作业潜力，见表2分析如下：
表22015年11月13日降水过程各要素值
从表中三要素观测值的逐时相互配置关系，结合其作业潜力判别指标分析可以看到：从凌晨到早上的2、3、4、5、6时的降水云中缺少冰核，具有很好的人工增雨雪潜力，如果此时作业区内有适宜条件的雷达回波存在，指挥人员可以指挥地面作业点实施火箭、燃烟炉增雨雪作业；在凌晨1时，由于云中液态水较少，不具有催化作业潜力，不宜进行增雨雪作业，而其他时间段的近地面细颗粒物浓度pm2.5较大，云中不缺少大气冰核，所以不宜实施以增加人工冰核为目的的人工增雨雪作业。