中文摘要：

中尺度对流系统是引起我国暴雨灾害的主要系统，而干旱又是我国发生频率较高的气象灾害，利用人工影响天气的手段，科学调制降水的时空再分布，对于减灾防灾具有重要的经济效益。大气内部的动力和热力不稳定是对流系统发展的重要机制，因此，动力催化对流系统降水必须考虑不稳定条件的影响。本项目利用动力学、云物理学和中尺度数值模式，通过理论分析、数值试验等方法，通过分析凝结潜热对中尺度不稳定性质、对流系统发展及降水演变的影响，研究不稳定条件下动力催化对流系统降水的机理；研究播撒催化剂的关键时机、关键区域和合适剂量与不稳定结构及其演变的关系，建立不稳定条件下动力催化对流系统降水的概念模型，探索科学调制中尺度对流系统降水时空再分布的有效途径。通过本项目的研究，可望为人工影响对流云降水提供更多动力学的理论解释，丰富对人工影响天气的理论认识，为合理开展人工影响对流系统降水试验提供若干关键技术。

结论摘要：

中尺度对流系统是引发我国暴雨灾害的主要系统，而干旱又是我国发生频率较高的气象灾害，利用人工影响天气的手段，科学调制降水的时空再分布，对于减灾防灾具有重要的经济效益。本项目基于云模式和中尺度数值模式，开展了不同不稳定强度下的催化模拟试验，分析了不稳定强度对云和降水发展的影响，揭示了云的微观物理过程与宏观动力过程相互作用的机制，优化了对于形成暴雨的中尺度对流系统的催化方案的选择。结果表明，不稳定强度越大，降水发生越早，降水强度越大。但人工影响后的降水增量不是随着不稳定的强度单调递增，而是呈现先增加后降低的趋势。增雨的潜力与对流的强度之间也存在最优配置的关系。人工影响锋面对流系统后，冰相粒子增长使得冷云中释放更多潜热，导致上升运动更强，冷云过程加剧。冷云过程加剧后产生更多的冰相粒子，并释放更多潜热。另一方面，更多冰相粒子下落至低层暖云中融化又会吸收更多的热量，造成低层更大的冷却，同时由于相对较小的雨滴平均尺度以及低层更多的雨水含量，蒸发也更强。在更强的融化和蒸发的作用下，下沉气流也得到加剧；在锋面背景下，低层辐合增强。在潜热（热力场）和动力场的共同作用产生了更强的锋生。强锋生又将产生更强的上升运动。进一步加强水汽的向锋区上空输送，同时加强了凝结、凝华和碰并等云微物理过程，产生更多的降水粒子。从而形成了云微物理过程与动力过程（锋生）相互促进发展的正反馈过程，导致更大的增雨潜力。 为人工影响对流云降水提供更多动力学的理论解释。利用中尺度气象模式对2004年6月23日至24日梅雨锋一次中尺度暴雨过程进行了模拟，在此基础上针对中尺度对流云团进行催化试验。结果表明对于系统性长生命史的对流云团进行催化消减暴雨，采用少量多次催化比一次连续大剂量催化效果更好。选择合适的催化方案能够达到消减暴雨的目的，同时能够引起雨量重新分配，合理的影响和控制能够达到减灾的目的。为合理开展人工影响对流系统降水试验提供了一定参考。