安化人工增雨技術之我見

諶雙軍,陳如剛,賀志姍,劉 斌

(1.湖南省安化縣氣象局,湖南 安化 413500;2.湖南省益陽市氣象局,湖南 益陽 413000)

安化人工增雨技術之我見

諶雙軍1,陳如剛2,賀志姍2,劉 斌2

(1.湖南省安化縣氣象局,湖南 安化 413500;2.湖南省益陽市氣象局,湖南 益陽 413000)

為了避免或減輕氣象災害,合理利用氣候資源,在適當條件下利用高炮通過人工干預的方式對局部大氣的云物理過程進行影響,對抗旱減災、緩解水資源短缺、糧食生產安全、生態環境建設和保護等都有著重要的作用。安化縣地處湘中偏北,是全省的暴雨中心,也是干旱走廊,夏秋干旱尤其明顯。為了緩解夏秋干旱,增產保收,增水發電,解決人畜飲水困難等,適時開發空中水資源,增大云層的降水量,以達到蓄水發電、抗旱,確保農業雙豐收的目的。

人工增雨;選址;效益分析

1 安化簡況

安化地形地貌多樣,各類資源豐富。屬亞熱帶季風氣候區,土地肥沃,適宜各種作物生長。田間地盛產水稻、花生玉米等;山上盛產松、杉、竹、茶葉、藥材等。由于地形、地勢及地理位置諸因素影響,加上山區保水條件差,使我縣有“洪澇一條線,干旱一大片”的俗稱。據氣象資料統計,局部性干旱每年都發生,大旱和特大旱災,平均 2a一遇。根據統計 2000年后除 2002和 2007年外,其它年份降水量均偏少,特別是 2003和 2009年為特大干旱。

2 炮點的選擇

2.1 地形條件

選擇有利于對流云發展的地形。在夏秋干旱季節,副熱帶高壓已加強西伸,控制本地區。但有時處在副熱帶高壓邊緣,受到地形抬升和熱力的共同作用,也能形成較大范圍的對流云團,炮點應選在云層趨于發展的一側。因為云層過山頂后會產生下沉氣流,背向地帶不宜設點。

2.2 距旱區和蓄水庫區的方向距離

炮點一般應在云的來向上游約 10～15Km處,這樣就能盡量把人工增雨所增大的降水落到旱區和蓄水區內。如西南氣流影響時,炮點應設置在西南方向;東風波影響時,炮點就應設置在東南方。考慮到人工增雨作業需要 30min左右的催化時間,根據云層的移動速度,要把炮點選在云的來向方面距蓄水抗旱區 10～15Km視野開闊處,有利作業。

2.3 炮點選擇

要選擇視野開闊,作業方便,不延誤戰機和交通方便,生活有保障的地方作為炮點。按每門高炮催化影響面積 S=400Km2計算,安化宜部署 4～6門,但由于受地形的限制,在前鄉的仙溪鎮和后鄉的煙溪鎮各固定一門高炮,以火箭炮做流動炮點。仙溪鎮主產水稻、花生等糧食作物,臨近有梅城、栗林、長塘、樂安小淹、廖家坪水庫等;煙溪鎮地處資水中游,周邊有渠江、坪口、奎溪、馬路、南金、古樓等,主產經濟作物,降水全部匯入柘溪,供電站發電。

2.4 作業時機

地方性熱力作用所產生的對流云,一般規模小,云層較薄,生成發展的時間短促,催化后能產生降水的范圍小,時間短,增大雨量不明顯,很難在抗旱中發揮作用。當地面有弱冷鋒,高空有切變和低槽或臺風槽,東風波天氣形勢配合時,積雨云生成發展范圍大,云層厚,維持時間長,作業后產生降水的時間長,雨量大,降雨的范圍廣,作業的機會多,這是人工增雨作業的主要時機。

3 技術要求

3.1 云狀、云量和云層厚度

單塊的濃積云、云塊小的積雨云都不宜作業,只有當積雨云母體在三個量或以上,云層厚度 ＞4Km才有利于作業。在實際工作中以云層對比地面所產生的陰暗程度來確定。云層越厚,地面越暗;云層越薄,地面明亮度不受明顯影響,而且云層本身也淡白,明亮度較好,一般云層厚度都 ＜4Km。

安化境內云層主要由三類云系產生,即高層云(As)和層積云 (Ac)混合層狀云系、Cb對流云系和Cb、Sc、Ac積層混合云系。平均每個月出現降水的天數為 15.77d,基本上都是由高層云 (As)和層積云(Ac)混合層狀云系、Cb對流云系和 Cb、Sc、Ac積層混合云系 3種類型的降水云型產生。其中,主要是層狀云系和積層混合云,分別占降水云型的56.56%和 37.1%,積云降水只占 6.34%,而且只有4、5、7和 8月出現的幾率較大。各月降水云型有很大的差異,秋冬季主要是層狀云降水,3—7月和 9月積層混合云降水概率相對較大,而 Cb對流云降水則只出現在 4—8月。

3.2 掌握時機,適時催化

一次好的作業過程,應該是針對局地 (作業點)云的特征,運用天氣資料及預報、衛星云圖、雷達,以及云的相關探測資料,作出相應的增雨作業判斷。經專家分析,其多普勒雷達回波強度 ＞40dBz,回波頂高 ＞10Km,云中液態含水量 (V IL)＞15kg/m2,持續時間 ＞20min以上是極好的作業機會。對移動到庫區上空的云體,具體作業臨界判據為：合成反射率 ＞25dBz,回波頂高 ＞4.5Km,水平尺度 ＞5Km,V IL值 ＞8 kg/m2(垂直累積液態水含量),持續時間 ＞10min,強中心強度 ＞30dBz,強天氣概率 ＞10。作業用彈量：當云體 ＜50Km2時,宜發射 25～35發或火箭 1枚;當云體 ＞50Km2時,宜發射 35～45發或火箭 2枚。

4 效益收集分析

每次作業后,必須收集影響區域內的雨量,詳細登記,并進行效益分析,總結經驗,盡可能提高增雨效果。安化縣 2000—2009年人工增雨的數據見表 1(2002、2004、2006年未開展 )。

表 1 安化人工增雨效率情況

表 1是從炮點所在鄉鎮的效率證明中統計出來的,不包括柘溪、東坪、朱溪口、廖家坪、將軍等電站的發電效益,據省人影辦的評估,開展人工增雨作業,可使電站增加 822.58萬元的效益,且不含生態效益和社會效益。

5 存在的主要問題

①是沒有建成人工影響天氣作業的指揮系統。人影作業指揮系統能大大提高作業時效和作業效果,減少一些不必要的炮彈浪費,在作業過程中不能及時抓住時機,影響作業效果。

②是技術亟待提高、人員素質尚需加強。多年來人影作業基本上還是以氣象員的經驗為主,對氣象指揮員的要求較高,現有三七高炮和火箭作業系統還不能完全滿足人影工作長足發展的需要。

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1003-6598(2010)增刊-0199-02

2010-09-10

諶雙軍 (1972-),男,助工,主要從事業務和分管業務工作。