国家科技攻关计划项目“祁连山空中云水资源开发利用研究”研究成果

      国家科技攻关计划“西部开发科技行动”重大项目“祁连山空中云水资源开发利用研究”由甘肃省气象局副局长、干旱气候变化与减灾重点实验室主任张强研究员主持完成。该项目对祁连山空中云水资源的开发利用进行了系统全面的研究。项目围绕祁连山云水资源开发利用关键问题，开展了系统的科学试验和数值模拟研究，在地形云的机理研究、人工影响天气技术和效果评估等方面有所突破,取得了创新性成果，有较高的理论和应用价值。项目在山脉地形云系的多学科多手段综合研究成果和应用方面已达到国际领先水平。

      （1）建立了适合于祁连山区的采用GMS-5卫星和利用地面温度与云顶亮温差值检测云的技术，改进了NASA积雪监测方法。研制了利用单多普勒天气雷达水平风场反演的变分方法，其反演数据可分析冰雹的成因、物理机制和活动规律。对MM5模式的中尺度云模式的云水微物理过程参数化方案进行了改进和优化。

      （2）认识了祁连山空中云水资源和地面降水的分布特征及其对气候变暖的响应。祁连山云量偏多、总光学厚度和总云水路径含水量丰富,中低云量、总光学厚度和总云水路径年际变化趋势增多。祁连山区上空在春夏秋三季维持一个“湿舌”。西南气流型天气形势底层和高层水汽比较丰富，云液态含水量可高达0.15 g/m³ , 每年水汽输入量约为885.4亿m³，虽然93%的水汽随气流输送出境外，但因祁连山山区多地形云，是人工增雨效率较高的催化作业对象，理论上具备人工增雨（雪）的所有条件，具有很大的人工增加降水潜力。研究发现祁连山东南部地区最容易产生降水的区域在4300米左右的南坡。最大年降水量多达830 mm。发现未来CO2浓度倍增以后，祁连山地区气温将增加3℃左右，降水将增加20%;气温每增加1°C，中低云量约增加0.4%。

      （3）揭示了祁连山区降水过程中大气的粒子参数是：气溶胶粒子平均浓度为221个/cm³，平均直径为0.48 um ;云粒子浓度平均为9.62个/cm³，平均直径为16.3 um。同时山区较大的水汽与CO₂通量有利于云的形成和加强，有利于加强陆-气水循环。沙尘气溶胶的增加延长了云在空中存在的时间，改变了云的空间结构和微观结构。干旱半干旱气候背景条件下，沙尘气溶胶数浓度增加将减少累计降水量,大气环境湿度增加使云累计降水量增加。

      （4）高空4000 m以上的偏西南气流将水汽由南向北输送到祁连山区，昼间的谷风在祁连山北坡形成的上升气流使水汽抬升凝结成云。祁连山北侧高空偏西西北气流迫使形成的云向西西南方向移动。

（5）通过对祁连山区人工影响天气的效果分析，指出祁连山区地形云人工增雨（雪）的区域与对比区相比较降水可增加10%-15%，祁连山东部实施高炮和火箭防雹作业后，年雹日减少1.4d.a-1。

      （6） 项目完成发表论文141篇，其中收录到SCI 1 篇（《Journal of Geophysical Research》），EI5篇，发表在核心期刊的论文占总数的70%左右。