0 引言
目前，人工增雨雪主要方式包括火箭、高炮和烟炉等地面作业方式，以及有人机和无人机等空中作业方式。相较于地面作业，飞机人工增雨具有作业范围广、机动性强和作业效率高等优势。国内外学者围绕人工增雨作业条件判别（李宗义和庞朝云，2004；张腾飞等，2018；白婷等，2020；Yang et al.，2022；许志丽等，2025）及催化响应特征（孙玉稳等，2017；Dong et al.，2020；岳治国等，2021；孙海燕等，2023；邢峰华等，2023；Yan et al.，2024）等方面开展了大量研究。已有研究表明，飞机人工增雨作业多与特定天气系统配置密切相关，典型天气形势包括平直多波动型、西南气流型及南支槽、静止锋和切变线等系统；同时，水汽条件、过冷水含量和云顶高度等关键物理量需达到一定阈值，才能为催化作业提供有利环境（王劲松等，2003；张腾飞等，2018）。在作业条件分析方面，多源观测资料与再分析资料的综合应用已成为主要研究手段，有助于从水汽输送、云体结构和热力条件等角度对作业可行性进行系统判识（白婷等，2022）。在催化响应研究方面，现有工作主要从两方面展开：一类侧重分析催化前后雷达物理量和降水强度等宏观特征的变化（李宝东等，2014；张景红等，2020；Friedrich et al.，2020）；另一类则结合飞机原位观测或数值模拟，从云粒子浓度、粒径分布及其垂直结构等微物理过程入手，探讨催化对降水形成与发展过程的影响（秦彦硕等，2017；康增妹等，2020；王晓青等，2024）。研究表明，催化作业后云粒子数量和尺度分布均可能发生调整，并在一定时间尺度内表现为降水强度或粒子特征的响应变化（高建秋等，2024）。此外，不同云系类型对催化作业的响应存在明显差异，云体结构特征及其热动力环境是影响催化效果的重要因素（庞朝云等，2016；李琼等，2020；王丽霞等，2023）。
近年来，宁夏人工影响天气装备和作业技术不断发展，在作业条件监测、作业实施跟踪及云物理理论研究等方面取得了一定进展（常倬林等，2015；田磊等，2018；Lin et al.，2022；党张利等，2023；孙艳桥等，2023；邓佩云等，2024；陶涛等，2025）。然而，针对飞机人工增雨作业过程的系统分析及作业效果检验仍相对不足。基于此，本文选取2025年4月26日宁夏地区一次飞机人工增雨作业过程，利用原位观测、遥感探测和再分析资料，并结合数值模式产品，从作业条件判识、作业合理性分析及催化物理响应特征等方面开展综合研究，以期深化对同类型降水过程人工增雨作业条件的认识，为宁夏地区飞机人工增雨作业方案的科学制定提供技术参考。
1 资料
中国气象局人工影响天气中心（简称中国局人影中心）下发的云降水显式预报系统（Cloud Precipitation Explicit Forecast System，CPEFS）v2.0（谷笑楠等，2024）能够对云的宏观与微观结构、垂直剖面及降水场等要素进行预报。该系统预报产品的水平分辨率为3 km，时间分辨率为1 h，预报时效为48 h。本文使用该模式产品对一次典型飞机人工增雨作业前的作业条件进行分析。同时，结合中国局人影中心提供的风云气象卫星（FY-4B）反演产品，包括云顶温度、过冷层厚度、云光学厚度、云有效粒子半径、液水路径和黑体亮温等云宏、微观特征参数，以及全国雷达拼图v3.0组合反射率产品，对飞机人工增雨作业过程的合理性进行检验。卫星反演产品和雷达产品的时间分辨率分别为15 min和6 min。利用2025年4月26日地面自动气象站逐小时雨量数据、欧洲中期天气预报中心ERA5再分析资料的逐小时风场数据、宁夏隆德站雨滴谱和云雷达资料以及六盘山站扫描电迁移率粒径谱仪资料，对飞机人工增雨催化作业后云滴、雨滴、降水及气溶胶特征的响应进行分析；并基于宁夏隆德、六盘山和泾源3站的降水资料，对作业前后降水量进行对比分析，以评估人工增雨作业的可能影响。本文还结合增雨作业飞机的飞行航线、经纬度、高度、温湿度以及催化时间、作业区域和催化剂量等信息，对整个作业过程进行综合分析。文中所用时间均为北京时。
2 天气背景与作业条件分析
2.1 天气背景
2025年4月26日，受青藏高原东移低值系统影响，宁夏同心县南部、海原县南部及固原市出现一次系统性降水过程。图1为4月26日14：00、16：00 CPEFSv2.0模式模拟的垂直积分总水量和垂直累积过冷水含量分布。结果表明，14：00宁夏全区垂直积分总水量为0.10~4.00 mm，垂直累积过冷水含量为0.01~0.60 mm。与14：00相比，16：00全区垂直积分总水量和垂直累积过冷水含量整体呈轻微减小趋势，但在南部区域仍维持一定量的过冷水含量。云体垂直结构（图2）显示，14：00云顶高度为5.5~10.0 km，0 ℃层高度为3.5 km，云水混合比为0.01~0.50 g·kg-1，雪霰混合比为0.01~1.00 g·kg-1。14：00和16：00云水混合比和雪霰混合比的大值区均主要分布在南部区域。整体而言，此次降水过程云体较厚，且存在一定量的过冷水，具备开展人工增雨作业的基本物理条件。
图1
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
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）
2.2 作业情况
针对此次系统性降水过程，飞机预设飞行航线为“河东—灵武—西吉—泾源—西吉—彭阳—西吉—海原—原州区—河东”，预设飞行总航程为974 km，飞行时长约4.24 h，飞行高度为4 400~5 200 m。4月26日，增雨飞机于12：42自河东机场起飞，16：50返回河东机场，实际飞行航线与预设航线基本一致（图3），作业时间为12：55—16：21，主要作业区域集中在过冷水含量相对较高的南部区域，作业方式为“S”型播撒，共使用碘化银烟条24枚。
图3
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）
飞机增雨过程中飞行高度及机载温湿度探头记录的温度和相对湿度随时间的变化如图4所示。增雨飞机在起飞15 min后到达5 000 m高度，随后飞行高度稳定在5 500 m以上，至16：02开始逐渐下降。整个飞行过程中，大部分时段环境温度均低于-7 ℃，相对湿度稳定在80%以上，表明作业期间大气处于较为稳定的湿润状态，有利于碘化银催化剂在过冷云区发挥作用。
图4
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
2.3 卫星和雷达产品应用
2025年4月26日飞机增雨作业时段内，FY-4B卫星共有3次观测记录，对应时刻分别为15：45、16：00、16：15。结合飞机飞行记录，选取与上述卫星观测时刻相邻的作业时次（15：43、16：03、16：19），统计对应时刻飞机所在位置的云体特征（表1）。3个作业时次作业位置环境温度分别为-10.8、-10.0、-7.8 ℃，对应卫星反演的云顶温度均低于-40.0 ℃；光学厚度最高可达36，云有效粒子半径≥30 μm，且过冷层厚度较大。表明此次飞机人工增雨作业时段云体具有较好的发展条件和一定量过冷水存在，作业条件总体上合理。
表1 飞机作业时段FY-4B卫星产品环境参数
Tab.1
| 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为作业时段内3个整点时次（14：00、15：00、16：00）雷达组合反射率因子空间分布。作业时段内大部分作业区域的雷达组合反射率因子为5~35 dBZ，且回波强度分布较为均匀，整体上符合开展人工增雨作业的一般技术条件。
图5
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）
3 催化物理响应分析
3.1 降水
图6为2025年4月26日作业前（07：00—13：00）和作业后（13：00—19：00）两个时段的7 h累计降水量空间分布。作业前7 h，降水系统逐渐影响宁夏南部地区，其中西吉县局部累计降水量约为4.0 mm；作业后7 h，宁夏南部地区降水覆盖范围明显扩大，且累计降水量整体较作业前有所增加。具体而言，作业后该区域大部分地区累计降水量达1.6 mm以上，尤其是西吉县、隆德县、泾源县和原州区等重点作业区域，累计降水量最高可达11.0 mm，降水增强效果尤为显著。
图6
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）
在飞机人工增雨作业过程中，为提高催化效果，通常需综合考虑作业云区位置以及催化层风向、风速等动力条件，从而使催化剂能够向目标区域有效输送。图7为催化时段内催化层的风场分布特征。催化层高空盛行西北风，风速为4~18 m·s-1，在该风场作用下，催化剂可能主要沿西北—东南方向扩散。图8为作业前后不同时段的累计降水量分布，包括作业前2 h（11：00—13：00）、作业后2 h（13：00—15：00）、作业后2~4 h（15：00—17：00）、作业后4~6 h（17：00—19：00）4个时段。结果显示，作业前2 h研究区域降水量普遍较低，基本在1.6 mm以下；14：00—15：00，作业区域主要位于固原南部地区[图3（b）]，作业后2 h和作业后2~4 h，该区域及其下风向区域降水量增长较为明显；15：00—16：00，作业区域主要位于固原北部及海原南部地区，作业后固原北部降水量增幅显著，2 h累计降水量最高可达11.0 mm，进一步证实了该时段飞机人工增雨作业的有效性。
图7
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
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）
此外，选取作业区内六盘山、隆德和泾源3个代表站点，统计分析了播撒前后各站降水量的变化情况（图9）。3个站点在作业开始前均已出现降水，但降水量普遍较小，均低于0.8 mm；播撒作业开始后，各站降水量明显增加，尤其在14：00—17：00降水持续累积。六盘山与泾源小时降水量分别在16：00、17：00达到峰值，均为1.4 mm；隆德小时降水量在16：00达到最大值，为1.2 mm。总体而言，作业前后区域降水空间分布及代表站点降水量时间变化均表明，作业后降水发展趋势与催化作业时段在时间上具有一定对应关系。
图9
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
3.2 雨滴谱
图10为作业前后雨滴谱特征的变化。催化作业前，隆德站雨强整体较弱，基本在1.0 mm·h-1以下；12：30之前雨滴最大直径变化幅度较大，随后稳定在1.5 mm以下。播撒作业开始后，雨强、雨滴最大直径和反射率因子均呈不同程度的增加趋势，雨强最大值达1.8 mm·h-1，雨滴最大直径在作业后1.5 h内基本维持在1.5 mm以上。上述雨滴谱参数的变化表明，在降水发展阶段，降水粒子的尺度和数量均有所增加，降水过程呈现一定的增强特征。这些变化与作业后降水量和雷达回波强度的阶段性增加趋势总体一致，说明催化作业实施后降水系统处于相对活跃的发展阶段。
图10
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
3.3 雷达反射率
为进一步分析此次增雨作业前后云系垂直结构的演变特征，对隆德站Ka波段毫米波云雷达反演的回波强度和径向速度（图11）进行分析。2025年4月26日12：00—20：00，隆德站上空云系始终保持接地状态，大部分时段云顶高度在4.5 km以上。催化作业前，云体回波强度为-20~15 dBZ，整体较弱，反映出云中水凝物粒子的尺度与浓度均处于较低水平；催化作业实施后，云内回波强度显著增强，表明云中水凝物粒子的数量或尺度可能有所增加，云体发展程度有所加强。这一变化与地面降水量及雨滴谱参数的变化趋势总体一致。结合图5中不同时刻雷达组合反射率因子的空间分布，同样可以发现作业后部分区域雷达回波强度有所增强，进一步说明云降水系统在作业时段内整体处于发展过程中。从径向速度变化来看，整个观测时段内云体以下沉运动为主；作业后，2.0 km以下高度层的径向速度呈增大趋势，低层动力过程可能有所加强；作业后3 h，云体回波强度逐渐减弱，云系逐步进入消散阶段。
图11
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
3.4 空气质量
气溶胶数浓度与气象条件密切相关，风速、气温、气压、湿度及降水等均可能引起气溶胶的变化。为探讨增雨作业对气溶胶的影响，对作业前后六盘山站的气溶胶数浓度及粒子谱分布（图12）进行分析。六盘山地面气溶胶数浓度为1 000~2 250 cm-3，其变化呈现较为明显的阶段性特征。12：00，气溶胶数浓度先轻微上升，随后显著下降，由约1 750 cm-3降至1 200 cm-3以下，其中16：00、17：00两个时段的下降幅度尤为明显。该变化特征与降水过程的发展阶段具有较好的一致性，说明降水对气溶胶粒子的湿清除作用在该时段较为显著，从而导致地面气溶胶数浓度降低。
图12
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
4 结论
本研究利用CPEFS模式产品，结合雷达、卫星、自动站降水资料及站点雨滴谱仪、气溶胶粒径谱仪等多源观测资料，从作业条件、作业合理性及催化过程可能引起的物理响应等方面，对2025年宁夏春季一次飞机人工增雨个例进行了系统分析，得到以下主要结论。
1）受青藏高原低值系统东移影响，2025年4月26日宁夏南部大部地区出现一次系统性降水过程。该过程水汽条件较为充足、云体较厚，且云中过冷水含量较高，具备开展人工增雨作业的良好潜力。作业所选择的催化层温度基本在-7 ℃以下，相对湿度持续维持在80%以上，符合人工增雨作业的一般技术条件，说明此次作业时机和高度的选择具有合理性。
2）催化作业实施后，作业区及其下风向区域降水量、雨强、雨滴最大直径及雷达回波强度均呈现阶段性增强特征；同时，气溶胶数浓度在降水发展阶段明显下降，局地空气质量也得到了一定的改善。上述变化与降水系统的发展过程在时间上具有较好对应，表明此次飞机人工增雨作业效果明显。
以上综合分析，一方面有助于加深对类似降水天气过程中人工增雨作业条件判识方法的认识，另一方面可为宁夏地区飞机人工增雨作业方案的优化设计提供一定技术参考。未来研究中，仍需进一步结合机载气溶胶、云雾粒子及降水粒子等直接观测资料，并基于多个飞机人工增雨个例，从云体微物理结构演变及其与环境条件的相互作用角度开展系统研究，以期为不同云系类型下人工增雨条件的精细化判别及作业效果评估提供更加可靠的科学依据。
参考文献
六盘山地区大气水汽的时空差异与驱动因子分析
[J].
为有效开发六盘山地区空中云水资源，提高人工增雨的科学性，需掌握该区域大气水汽的时空分布特征及其原因。利用1989—2018年六盘山地区国家基本站降水观测资料和同期欧洲中期天气预报中心（European Centre for Medium-Range Weather Forecasts，ECMWF）第五代大气再分析资料（ERA5），分析该区域大气可降水量、比湿、相对湿度、水汽通量等大气水汽要素的时空变化，并从水汽输送、地形作用、浮力频率的影响等方面分析六盘山不同地区水汽条件及降水差异的原因。结果表明：一年中绝大多数时间六盘山山顶及东坡大气水汽条件均优于西坡，大值区主要集中在六盘山系主峰附近，并具有明显的季节变化特征。六盘山东坡，受地形抬升作用引起500 hPa辐散、700 hPa辐合的动力场，在夏季最明显，冬季最弱；浮力频率冬季最高，夏季最低；东坡更高的浮力频率及更陡峭的地形，使重力波效应更为明显，具备更有利的垂直上升扩散条件及更大的降水潜力。
一次冬季层状云的人工催化效果响应分析
[J].2018年1月22日在邢台市区倒槽天气系统在低空形成的层状云中利用空中国王飞机搭载的粒子测量系统对水云进行催化作业探测资料, 通过催化前后不同尺度的云粒子微物理变化和卫星监测结果, 研究人工催化后效果响应, 人工催化后目标云效果响应是降水量增加与催化作业之间证据链的重要一环, 为增水效果分析提供坚实基础。结果表明, 冬季冷云发展过程中, 当云凝结核较为同一、 且云被限制在某一层内, 形成浅薄云层时, 云粒子均质增长形成直径为4~6 μm过冷水滴组成的水云, 最大含水量为0.2 g·m<sup>-3</sup>; 催化作业后, 人工冰核消耗丰富的过冷水迅速增长形成冰晶及冰晶聚合体, 催化使云粒子浓度200 cm<sup>-3</sup>迅速降到15 cm<sup>-3</sup>, 100~1000 μm冰晶和雪晶浓度增长到150 L<sup>-1</sup>, 1000 μm以上降水粒子浓度增长到70 L<sup>-1</sup>, 出现直径达6000 μm雪花, 表明催化促进降雪形成; 催化影响区形成无云或少云云区, 葵花8卫星云图上沿催化轨迹呈现为深色云带, 表明此次催化作业效果显著。
河北春季一次飞机人工增雪的综合分析
[J].2013年4月19日，河北省人工影响天气办公室在河北中南部地区根据云系特点首次采用多层次水平催化和垂直验证的方式对层状云进行人工催化和探测。本文利用机载仪器所取得的飞机探测资料，结合实时天气卫星、雷达、探空和雨量观测资料，分析了河北春季层状云增雪作业的技术指标，探讨了航测微物理参量和卫星、雷达、探空等资料在作业中的应用。结果表明:云在发展期雷达回波由15 dBZ逐步上升到25～35 dBZ，卫星反演的云顶高度云顶温度、有效粒子半径、光学厚度等都有增加;云在中后期有效粒子半径、光学厚度、液水路径迅速下降，雷达回波同时减弱在高度3177～5723 m之间过冷云滴达100～700个/cm <sup>3</sup>，含水量在0．01g•m<sup>－3</sup>左右，最大0．081g•m<sup>–3</sup>，云粒子主要在此增长，形成降水粒子，该区间适宜催化作业后，影响区内云体发展，雷达回波增强，出现35 dBZ强回波，且强回波中心扩大;卫星反演的云顶高度光学厚度等比对比区有明显增加。
甘肃省飞机人工增雨天气系统分型和天气特点
[J].选用2000~2003年3~10月，甘肃省实施飞机人工增雨的116架次资料为样本，以增雨当日08时500hPa资料为主，根据冷空气入侵甘肃的不同路径，将有利飞机人工增雨的天气系统分为5种类型：高原低槽型、西南气流型、平直气流型、西北气流型和北方低槽型，并分析了不同系统的特征。
六盘山一次积层混合地形云宏微观特征观测分析
[J].六盘山是我国黄土高原—川滇生态屏障的重要组成部分，也是西北重要的水源涵养林基地。为进一步加强对六盘山区地形云宏微观特征的认识，科学开展地形云人工增雨作业，本文基于六盘山区海拔2 842 m高山气象站的雾滴谱仪、雨滴谱仪及毫米波云雷达等多种观测资料，研究了2020年8月21—23日宁夏六盘山区一次积层混合地形云的宏微观特征。结果表明，此次降水云系受地形影响明显，云顶高度和云系垂直厚度抬升的高度与山脉平均海拔（2 162 m）相当；雨滴粒子数浓度、最大粒径、平均粒径和液态水含量在降水最强时段达到极大值，分别为970 个·m<sup>-3</sup>、4.25 mm、1.23 mm和1.36 g·m<sup>-3</sup>；雨滴谱分布符合Gamma分布，相较M-P分布Gamma分布拟合效果更优；根据云微物理量的观测数据，可将云系划分为3个中小尺度云区，其中云区2和云区3的宽度基本相当，均约为400 km，云区3除云雾滴粒子数浓度低于云区2外，其液态水含量、平均中值体积直径和平均有效直径均有所增加，导致降水量增加1倍左右。
1961—2020年宁夏干旱事件年代际变化及风险评估
[J].利用1961—2020年宁夏20个国家气象站气象观测资料，结合近40 a宁夏社会经济统计数据，建立宁夏干旱过程事件指标，并基于灾害风险评估理论建立宁夏年代际干旱灾害风险评估模型，分析宁夏干旱事件和主要农作物干旱灾害风险的年代际变化特征和区域差异性，并探讨造成区域农作物年代际风险变化的可能影响因素。结果表明：（1） 近60 a宁夏干旱事件的累积效应、持续时间以及强度指标具有明显的年代际变化特征，宁夏中北部和南部山区分别在1980年和2010年前后出现趋势和均值的突变；干旱事件指标及致灾危险性指标大值区空间范围均呈现出增加-减少-增加-减少的变化特征。（2） 20世纪80年代以来，宁夏不同地区玉米干旱灾害风险等级依次为引黄灌区>中部干旱带>南部山区，受玉米种植面积不断扩大和国内生产总值（GDP）持续增加影响，在中南部地区其干旱风险呈逐年代际增大趋势；小麦干旱灾害风险增加幅度为中部干旱带>南部山区>引黄灌区，致灾危险性、小麦种植面积及GDP等级较高是2010s中部干旱带部分地区干旱风险增大的主要原因。（3） 面对未来宁夏中南部地区水资源短缺和灌溉用水不足的挑战，建议通过提高人工增雨能力、开发种植品种、退耕或移民等措施，减少干旱致灾危险性、孕灾环境脆弱性和承灾体暴露度，从而降低当地玉米和小麦的干旱灾害风险等级。研究结果可为地方科学规划农业生产、高效利用水资源、抗旱救灾等提供科学理论依据，促进宁夏黄河流域生态保护和高质量发展先行区建设。
甘肃春末夏初飞机人工增雨天气系统分型
[J].利用甘肃省1991 ~2002年飞机人工增雨作业资料，对春末夏初飞机人工增雨作业状况进行了统计分析;按照甘肃省的天气系统特征‘利用探空资料.根据自动化“判别模型”的判别.得出甘肃降水的高空环流可分为三种类型:“平直多波动型、西南气流型和西北气流型.其中降水类型以平直多波动型为多见。通过“判别模型”对飞机人工增雨天气系统的分型.结果表明.飞机人工增雨作业的主要天气类型首先为平直多波动型，其次为西南气流型。
海南岛中部山区暖云人工增雨催化试验物理效果分析
[J].利用雷达、降水及探空资料对2015—2020年海南岛昌江霸王岭及五指山毛阳试验点的暖云吸湿性焰条催化试验在不同月份及天气系统影响下的增雨效果进行评估并通过选取典型个例研究催化过程的物理响应特征。结果表明：南海低压槽和华南沿海槽影响下的催化试验整体增雨正效果较明显，平均绝对增雨量均超过未催化组2.00 mm。7、8、9月暖云催化试验均能展现出不同程度的增雨正效果，其中8月催化试验平均绝对增雨量最高，达4.71 mm。海南岛2个试验点总催化样本平均绝对增雨量0.73 mm，平均相对增雨率13.52%，平均增水量39.73万m<sup>3</sup>。由典型个例的物理检验中发现，催化后0.5 h是一个关键时刻，即催化云和对比云的几乎所有物理检验指标约在催化后0.5 h后拉开差距。
内蒙古中部地区层状云微物理特征及可播度分析
[J].对层状云降水云系开展云微物理特征及可播性实时识别研究，有利于提高对层状云降水云系增雨催化潜力的认识，为人工增雨作业实时识别提供技术支撑。利用内蒙古中部地区2018—2019年8架次层状云飞机作业机载探测资料，研究该地区层状云微物理特征及人工增雨可播度特征。结果表明：层状云中云水、液态水、过冷水出现频率分别为59.97%、82.99%、70.84%；液态水含量主要集中在0.001~0.100 g·m<sup>-3</sup>，过冷水含量主要分布在0.010~0.100 g·m<sup>-3</sup>，具有较好的引晶催化潜力。大云粒子数浓度平均为8个·cm<sup>-3</sup>，数浓度大于20个·cm<sup>-3</sup>的占比14.10%；小云粒子数浓度平均为20个·cm<sup>-3</sup>，数浓度大于20个·cm<sup>-3</sup>的占比28.54%。云粒子数浓度总体上较小，70%以上的云粒子位于负温区。层状云中小云粒子数浓度达到15个·cm<sup>-3</sup>时，云区具有可播度；当可播云区中大云粒子数浓度小于10个·cm<sup>-3</sup>时，云区具有强可播度。
Modern and prospective technologies for weather modification activities: A first demonstration of integrating autonomous uncrewed aircraft systems
[J].
Distinct change of supercooled liquid cloud properties by aerosols from an aircraft-based seeding experiment
[J].
Quantifying snowfall from orographic cloud seeding
[J].
Variation characteristics and source analysis of cloud condensation nuclei at the ridge of Liupan Mountain located in western China
[J].Two years of data on cloud condensation nuclei (CCN) measured at the Liupan Mountain (LPS) Meteorological Station from August 2020 to November 2021 were analyzed in this study. The results show that the mean annual CCN concentration was 851 cm−3 and that the mean concentration of CCN increases with the supersaturation degree. The curves of the diurnal variation in CCN concentration show one peak and one valley, which correspond to the diurnal variation in the mixed-layer height and valley wind. Regarding seasonal variations, the CCN concentration, as well as the degree of internal mixing, is higher in the spring and winter, while the degree of external mixing is higher in the summer and autumn. The transport of CCN is closely related to the wind transport evolution, and the southeast and southwest sides of the LPS station contribute more to the CCN concentration in the spring and winter due to central heating in the wintertime. Though correlations between CCN concentration and pressure are scarce, the CCN concentration and temperature (or humidity) are positively (or negatively) correlated, especially in the spring. Furthermore, the 48-h backward trajectory analysis indicates that the sources in the northwest direction are a major contributor to the CCN concentration. The pollutants mainly came from the northwest and southwest sides, according to the analysis of potential sources using the PSCF and CWT approach. The study of CCN evolution and contribution area is beneficial for further research on the physical properties of cloud droplets, the influence of mountains on CCN changes and the role of CCN in terrain cloud precipitation, which are significant for the improvement of weather modification techniques.
FY-4A measurement of cloud-seeding effect and validation of a catalyst T&D algorithm
[J].The transport and dispersion (T&D) of catalyst particles seeded by weather modification aircraft is crucial for assessing their weather modification effects. This study investigates the capabilities of the Chinese geostationary weather satellite FY-4A for identifying the physical response of cloud seeding with AgI-based catalysts and continuously monitoring its evolution for a weather event that occurred on 15 December 2019 in Henan Province, China. Satellite measurements are also used to verify an operational catalyst T&D algorithm. The results show that FY-4A exhibits a remarkable capability of identifying the cloud-seeding tracks and continuously tracing their evolution for a period of over 3 h. About 60 min after the cloud seeding, the cloud crystallization track became clear in the FY-4A tri-channel composite cloud image and lasted for about 218 min. During this time period, the cloud track moved with the cloud system about 153 km downstream (northeast of the operation area). An operational catalyst T&D model was run to simulate the cloud track, and the outputs were extensively compared with the satellite observations. It was found that the forecast cloud track closely agreed with the satellite observations in terms of the track widths, morphology, and movement. Finally, the FY-4A measurements show that there were significant differences in the microphysical properties across the cloud track. The effective cloud radius inside the cloud track was up to 15 μm larger than that of the surrounding clouds; the cloud optical thickness was about 30 μm smaller; and the cloud-top heights inside the cloud track were up to 1 km lower. These features indicate that the cloud-seeding catalysts led to the development of ice-phase processes within the supercooled cloud, with the formation of large ice particles and some precipitation sedimentation.
Response of mixed-phase cloud microphysical properties to cloud-seeding near cloud top over Hebei, China
[J].
