馬超　劉平　余芳

摘要 飛機人工增雨可以充分利用空中的云水資源，作為一種增加水資源的手段已被越來越廣泛地應用。本文利用AreGIS緩沖區(qū)自動生成增雨影響區(qū)，比原有確定增雨影響區(qū)方法更加精確，可有效提升飛機增雨作業(yè)區(qū)域評估精度，提高人影作業(yè)為農業(yè)生產等服務效率。

關鍵詞 飛機人工增雨;AreGIS;緩沖區(qū)分析;影響面積

中圖分類號 P481

文獻標識碼 A

文章編號 1007-5739（2019）08-0206-01

農業(yè)是對天氣氣候影響反應最敏感和脆弱的行業(yè)，實施人工增雨（雪）作業(yè)能夠緩解干旱造成的危害，提高農業(yè)生產效益，人工增雨作業(yè)影響范圍除受催化云移動外，還受云內湍流擴散及云中諸多微物理過程（凝結、冰晶破碎、碰并.繁生等）影響，作業(yè)時又受到催化劑用量和航線等因素影響，這些因子影響復雜，因而必須精準地確定催化后的影響區(qū)。針對四川省人工影響天氣實際情況，參考國內各省市人影經驗，提出利用AreGIS緩沖區(qū)方法實現對飛機人工增雨作業(yè)影響區(qū)的精確分析，可有效提升飛機增雨作業(yè)區(qū)域評估精度，為人影作業(yè)服務農業(yè)生產等效果評估提供重要參考。

1確定飛機人工增雨影響區(qū)方法的現狀

1.1資料選取

以2018年10月20日四川省人工影響天氣辦公室飛機增雨作業(yè)為例，此次人工增雨所用飛機型號為國王B-9394，飛行高度3000～6000m，飛行航程共計827km，飛行時間共計2.95h。此次增雨作業(yè)催化劑為碘化銀焰條，共用焰條48根。

1.2現有確定影響區(qū)的方法

干旱是四川省主要氣象災害之一，為了緩解旱情影響，確保農業(yè)生產及生活用水，四川省在千旱時期密切監(jiān)視天氣情況，積極尋找有利時機實施人工增雨作業(yè)。以本次增雨為例，由于作業(yè)軌跡較密集，結合高空風速和風向及催化劑擴散影響因子，作業(yè)后碘化銀催化劑基本上擴散成為一個片區(qū)，因而影響區(qū)基本可看作一個矩形區(qū)域，在地圖中計算出區(qū)域面積為0.98萬km2，即可作為“飛機人工增雨影響區(qū)域面積。

當飛行作業(yè)航線較密集時，用此種評估方法較合理。但當飛行距離較遠，作業(yè)軌跡跨越區(qū)域較大，不適宜使用此方法。這是由于催化劑用量等因素的影響，飛行作業(yè)影響區(qū)域未必是一個連續(xù)多邊形區(qū)域。

選取2018年11月7日四川省人工影響天氣辦公室1次飛機增雨作業(yè)分析，此次人工增雨所用飛機型號為國王B-9394，飛行高度為3000～6000m，飛行航程998km，飛行時間共計3.62h，增雨作業(yè)催化劑共用碘化銀焰條48根。由于增雨作業(yè)機場距離作業(yè)區(qū)較遠，受國王飛機最大航程1000km限制，作業(yè)航線不能太過密集，催化劑播撒較稀疏，增雨作業(yè)影響區(qū)域面積2.36萬km2，受催化劑用量限制，影響面積不可能那么大。如果采取原有方法，選擇一個規(guī)則矩形區(qū)域作為影響區(qū)域，以此效果評估，其影響面積會大，而實際達不到這么多影響面積，所以該方法需改進，而利用ArcGIS緩沖區(qū)方法則可更加精準確定影響區(qū)，從而做出準確的效果評估。

2利用ArcGIS緩沖區(qū)確定影響區(qū)的方法

2.1ArcGIS緩沖區(qū)功能介紹

AreGIS是ESRI公司開發(fā)的新一代GIS軟件，被世界各國廣泛用于地理信息獲取、編輯、查詢和分析等，其中緩沖區(qū)分析就是GIS基本空間操縱功能之一，在ArcGIS中可為點線和面進行緩沖區(qū)分析。

利用AreGIS緩沖區(qū)進行飛機增雨影響區(qū)分析時，根據增雨作業(yè)航線在其區(qū)域周圍一定距離內確定一個帶狀區(qū)域視作影響區(qū)，其大小根據高空風向和風速及經驗值因子確定，利用AreGIS緩沖區(qū)工具統(tǒng)計其區(qū)域面積等要素2。

2.2利用ArcGIS緩沖區(qū)確定影響區(qū)

飛機人工增雨作業(yè)航線中包含作業(yè)地點、經緯度信息和航程等，而利用ArcMAP工具可將這些信息制成圖層文件，清楚地反映在地圖上，然后使用ArcToolBox中“緩沖區(qū)”命令，彈出“緩沖區(qū)”對話框。

在對話框中將催化劑播撒軌跡的圖層文件作為輸人要素，結合當天作業(yè)時氣象因子和經驗值，將距離軌跡15km內作為催化劑有效區(qū)，點擊確定按鈕，就會生成以催化劑播撒軌跡為中心的緩沖區(qū)。此緩沖區(qū)可看作是增雨作業(yè)影響區(qū)，它也是一個單獨圖層文件，方便各種處理和計算。

利用AreGIS緩沖區(qū)方法可直接根據催化劑播撒軌跡生成更加精確的影響區(qū)，影響區(qū)大小也可根據氣象因子修改。

打開緩沖區(qū)圖層文件屬性表，在文件中增加“面積"字段，然后利用“計算幾何”功能快速計算出此緩沖區(qū)面積，對于此次飛機作業(yè)其影響面積為1.28萬km2日。接著統(tǒng)計影響區(qū)和對比區(qū)雨量，再與影響區(qū)面積相乘，就得到最終增加降水量。飛機增雨作業(yè)后，應在6h后的24h內將具體增加降水量向中國氣象局上報，同時要做簡報發(fā)給四川省政府。將新方法與原有方法對比，用AreGIS緩沖區(qū)確定飛機人工增雨影響區(qū)比舊方法更準確，更有說服力4。

3結語

飛機人工增雨作業(yè)影響區(qū)準確度對效果評估十分重要，其結果直接影響氣象為農業(yè)生產效果評估準確性。對比2種方法可以清晰看到，利用ArcGIS緩沖方法確定飛機人工增雨影響區(qū)比舊方法更精確，可根據催化劑軌跡變化而變化，既可方便實現，也更加合理。

4參考文獻

[1]馬超.利用ArcGIS緩沖區(qū)做增雨效果評估方法的研究[C]//人工影響天氣委員會，中國氣象科學研究院第31屆中國氣象學會年會S8第16屆全國云降水與人工影響天氣科學會議：大氣水資源開發(fā)利用與氣象防災減災.北京：中國氣象學會，2014：7..

[2]郝克俊，劉東升，王維佳，等.2009年四川省飛機人工增雨效果評估[J].現代農業(yè)科技，2010（21）：314-317.

[3]馬超，劉平，余芳.利用ArcGIS制作飛機人工增雨空域圖[J].數字化用戶，2018（24）：15.

[4]李瓊，汪玲，丁莉，高沁.湖南省一次飛機人工增雨作業(yè)的方案設計及效果評估[J].安徽農業(yè)科學，2017，45（20）：157-160.