宁夏一次飞机人工增雨作业条件及催化物理响应分析

doi:10.11755/j.issn.1006-7639-2026-02-0254

干旱气象 ›› 2026, Vol. 44 ›› Issue (2): 254-263.DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639-2026-02-0254

宁夏一次飞机人工增雨作业条件及催化物理响应分析

罗润¹^,²^,³(), 孙艳桥¹^,²^,³(), 李龙燕¹^,²^,³, 马思敏¹^,²^,³, 邓佩云¹^,²^,³, 陈宇曦⁴

¹ 中国气象局旱区特色农业气象灾害监测预警与风险管理重点实验室，宁夏银川 750002
² 中国气象局固原人工影响天气与云物理野外科学试验基地，宁夏银川 750002
³ 宁夏回族自治区气象灾害防御技术中心，宁夏银川 750002
⁴ 宁夏回族自治区贺兰县气象局，宁夏银川 750200

收稿日期:2025-08-04 修回日期:2025-11-03 出版日期:2026-05-20 发布日期:2026-05-18
通讯作者: 孙艳桥（1983—），男，河北保定人，高级工程师，主要从事人工影响天气与云降水物理研究。E-mail： yanqiaosun@126.com。
作者简介:罗润（1994—），女，宁夏银川人，高级工程师，主要从事人工影响天气与云降水物理研究。E-mail： luor24@163.com。
基金资助:
宁夏自然科学基金项目(2025AAC030326);国家自然科学基金联合基金项目(U22A20577)

A case analysis of operational conditions and catalytic physical response for aircraft artificial precipitation enhancement in Ningxia

LUO Run¹^,²^,³(), SUN Yanqiao¹^,²^,³(), LI Longyan¹^,²^,³, MA Simin¹^,²^,³, DENG Peiyun¹^,²^,³, CHEN Yuxi⁴

¹ Key Laboratory for Meteorological Disaster Monitoring and Early Warning and Risk Management of Characteristic Agriculture in Arid Regions， China Meteorological Administration， Yinchuan 750002， China
² Guyuan Field Research Station for Weather Modifcation and Cloud Physics， China Meteorological Administration， Yinchuan 750002， China
³ Ningxia Hui Autonomous Region Meteorological Disaster Prevention Technology Center， Yinchuan 750002， China
⁴ Helan County Meteorological Bureau of Ningxia Hui Autonomous Region， Yinchuan 750200， China

Received:2025-08-04 Revised:2025-11-03 Online:2026-05-20 Published:2026-05-18

摘要/Abstract

摘要：

为进一步提升宁夏地区飞机人工增雨作业的科学性、有效性及区域水资源利用效率，基于中国气象局人工影响天气中心下发的云降水显式预报系统（Cloud Precipitation Explicit Forecast System，CPEFS）模式产品，结合雷达、卫星、自动站降水、雨滴谱仪及气溶胶粒径谱仪等多源观测与再分析资料，从作业条件、作业合理性及催化后云降水系统物理响应等方面，对2025年宁夏春季一次飞机人工增雨过程开展系统分析。结果表明，此次过程为一次典型的系统性降水天气过程，过冷水含量高值区主要位于宁夏南部；飞机人工增雨作业期间，催化层温度基本维持在-7 ℃以下，相对湿度稳定高于80%，云层催化条件较好；作业实施后，作业区及其下风向区域降水量显著增加，雨强、雨滴最大直径及雷达反射率因子均呈增大趋势，雷达回波强度整体增强，反映出云中水凝物粒子尺度与数量增加、云降水系统发展程度加强；同时，地面气溶胶数浓度在降水发展阶段呈下降趋势，表明降水过程对气溶胶粒子的湿清除作用显著。

关键词: 飞机人工增雨, 合理性分析, 催化物理响应, 宁夏

Abstract:

To further improve the scientific basis and effectiveness of aircraft artificial precipitation enhancement operations in Ningxia and enhance regional water resource utilization efficiency, this study conducts a systematic analysis of an aircraft precipitation enhancement event that occurred in Ningxia during the spring of 2025. The analysis is based on products from the Cloud Precipitation Explicit Forecast System (CPEFS) issued by the Weather Modification Center of the China Meteorological Administration, combined with multi-source observationals including radar, satellite, automatic weather station precipitation, raindrop spectrometer and aerosol particle size spectrometer, and reanalysis datasets. The study focuses on operational conditions, operational rationality, and the physical response of the cloud-precipitation system to seeding. The results indicate that this event was a typical systematic precipitation process, with high supercooled liquid water content primarily located in southern Ningxia. During the aircraft seeding operations, the temperature of the seeding layer remained generally below -7 °C, while the relative humidity was consistently maintained above 80%, indicating favorable conditions for cloud seeding. After the implementation of seeding, precipitation in the operation area and its downwind region increased significantly. Precipitation intensity, maximum raindrop diameter, and radar reflectivity factor all exhibited increasing trends, accompanied by an overall enhancement in radar echo intensity. These changes reflect increases in both the size and concentration of hydrometeor particles, as well as enhanced development of the cloud-precipitation system. Meanwhile, surface aerosol number concentration decreased during the precipitation development stage, indicating a pronounced wet scavenging effect of precipitation on aerosol particles.

Key words: aircraft artificial precipitation enhancement, rationality analysis, catalytic physical response, Ningxia

中图分类号:

P481

罗润, 孙艳桥, 李龙燕, 马思敏, 邓佩云, 陈宇曦. 宁夏一次飞机人工增雨作业条件及催化物理响应分析[J]. 干旱气象, 2026, 44(2): 254-263.

LUO Run, SUN Yanqiao, LI Longyan, MA Simin, DENG Peiyun, CHEN Yuxi. A case analysis of operational conditions and catalytic physical response for aircraft artificial precipitation enhancement in Ningxia[J]. Journal of Arid Meteorology, 2026, 44(2): 254-263.

图/表 13

图1 2025年4月26日14：00（a、b）、16：00（c、d）宁夏垂直积分总水量（a、c）和垂直累积过冷水含量（b、d）分布（单位：mm）

Fig.1 Distributions of total vertically integrated water （a， c） and vertically accumulated supercooled water （b， d） over Ningxia at 14：00 （a， b） and 16：00 （c， d） on April 26， 2025 （Unit： mm）

图2 2025年4月26日14：00（a、b）、16：00（c、d）宁夏自北向南的风场（风矢，单位：m·s-1）及云水混合比（填色，单位：g·kg-1）、冰晶数浓度（红色等值线，单位：个·L-1）（a、c）和雪霰混合比（填色，单位：g·kg-1）、雨水混合比（红色等值线，单位：g·kg-1）（b、d）剖面（紫色虚线为等温线，单位：℃；灰色阴影为地形）

Fig.2 Vertical structure of wind field （arrow vectors， Unit： m·s-1）， cloud water mixing ratio （the color shaded， Unit： g·kg-1）， ice crystal number concentration （the red contour lines， Unit： L-1）（a， c）， and snow-graupel mixing ratio （the color shaded， Unit： g·kg-1）， rain water mixing ratio （the red contour lines， Unit： g·kg-1）（b， d） from north to south over Ningxia at 14：00 （a， b） and 16：00 （c， d） on 26 April 2025 （Purple dotted lines indicate the isotherms， Unit： ℃； grey shadings denote topography）

图3 2025年4月26日增雨飞行作业的预设航线（a）和实际航线（b）（阴影区域为作业影响区）

Fig.3 The pre-determined （a） and actual （b） flight routes of the operational precipitation enhancement by aircraft on April 26 2025 （Shaded area denotes the aircraft operation impact zone）

图4 2025年4月26日增雨飞行过程的高度（a）及温度和湿度（b）随时间的变化

Fig.4 Variations of altitude （a）， temperature and humidity （b） during the operational precipitation enhancement by aircraft on April 26， 2025

表1 飞机作业时段FY-4B卫星产品环境参数

Tab.1 FY-4B satellite cloud products corresponding to the moments of aircraft catalytic operations

作业时刻	高度/m	纬度/（°）	经度/（°）	云位置	温度/℃	湿度/%	作业条件	云顶温度/℃	过冷层厚度/m	光学厚度	云有效粒子半径/μm	液水路径/mm	黑体亮温/℃
15：43	5 455	36.34	105.97	云中	-10.8	80	较好	-45.0	6	28	38	750	-42
16：03	4 955	36.84	106.32	云中	-10.0	98	较好	-42.0	6	26	30	710	-45
16：19	4 565	37.37	106.35	云中	-7.8	99	较好	-45.0	6	36	40	900	-43

图5 2025年4月26日14：00（a）、15：00（b）和16：00（c）雷达组合反射率因子分布（单位：dBZ）（黑色实线为飞行作业航线，下同）

Fig.5 Distributions of composite reflectivity factors from radar at 14：00 （a）， 15：00 （b） and 16：00 （c） on April 26， 2025 （Unit： dBZ）（The black solid line represents the flight operation route， the same as below）

图6 2025年4月26日作业前（a）和作业后（b）宁夏南部7 h累计降水量空间分布（单位：mm）（紫色三角分别为六盘山站、隆德站和泾源站）

Fig.6 Distributions of 7-h accumulated precipitation before （a） and after （b） the operation on April 26， 2025 in southern Ningxia （Unit： mm）（Purple triangles indicate Liupanshan Station， Longde Station， and Jingyuan Station， respectively）

图7 2025年4月26日13：00—16：00 500 hPa风速（填色，单位：m·s-1）和风向（箭头）

Fig.7 Distribution of wind speed （the color shaded， Unit： m·s-1） and wind direction （arrows） at 500 hPa from 13：00 to 16：00 on April 26， 2025

图8 2025年4月26日11：00—13：00（a）、13：00—15：00（b）、15：00—17：00（c）、17：00—19：00（d）累计降水量空间分布（单位：mm）

Fig.8 Distributions of accumulated precipitation during 11：00-13：00 （a）， 13：00-15：00 （b）， 15：00-17：00 （c） and 17：00-19：00 （d） on April 26， 2025 （Unit： mm）

图9 2025年4月26日12：00—20：00六盘山、隆德和泾源站累计小时降水量

Fig.9 Cumulative hourly precipitation at Liupanshan， Longde and Jingyuan stations from 12：00 to 20：00 on April 26， 2025

图10 2025年4月26日12：00—20：00隆德站雨强（a）和雨滴最大直径（b）变化

Fig.10 Time series of precipitation intensity （a） and maximum diameter of raindrops （b） at Longde Station from 12：00 to 20：00 on April 26， 2025

图11 2025年4月26日12：00—20：00隆德站毫米波云雷达回波强度（a，单位：dBZ）和径向速度（b，单位：m·s-1）时间-高度剖面

Fig.11 Time-height cross-sections of millimeter-wave cloud radar echo intensity （a， Unit： dBZ） and radial velocity （b， Unit： m·s-1） at Longde Station from 12：00 to 20：00 on April 26， 2025

图12 2025年4月26日12：00—20：00六盘山站气溶胶数浓度（a）和粒子谱分布（b）

Fig.12 Aerosol number concentration （a） and particle size distribution （b） at Liupanshan Station from 12：00 to 20：00 on April 26， 2025

参考文献 37

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宁夏一次飞机人工增雨作业条件及催化物理响应分析

A case analysis of operational conditions and catalytic physical response for aircraft artificial precipitation enhancement in Ningxia

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