攀枝花天氣雷達(dá)在人工增雨作業(yè)中的應(yīng)用

鄒濤

摘 要：利用攀枝花714S天氣雷達(dá)對(duì)2020年1月4日一次降雨過(guò)程進(jìn)行跟蹤觀測(cè)，結(jié)合常規(guī)天氣分析和衛(wèi)星云圖資料，對(duì)人工增雨作業(yè)條件和效果進(jìn)行綜合分析。結(jié)果表明：配合714S天氣雷提供的目標(biāo)云回波強(qiáng)度、方位、距離、高度及發(fā)展演變趨勢(shì)等信息，能更好捕捉人工增雨作業(yè)時(shí)機(jī)，選擇開(kāi)展作業(yè)的方式和站點(diǎn)，從而提高作業(yè)的科學(xué)性和有效性。

關(guān)鍵詞：

天氣雷達(dá);回波;人工增雨

中圖分類號(hào)：S163

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20200315051

引言

攀枝花市在人工增雨作業(yè)中，利用雷達(dá)回波資料提供的目標(biāo)云系反射率因子、地理位置、移動(dòng)方向等重要信息來(lái)選擇最適宜開(kāi)展人工增雨的作業(yè)點(diǎn)和作業(yè)時(shí)間，取得了很好的效果。多年以來(lái)，攀枝花市冬季難以形成有效降水，冬干春旱情形較為常見(jiàn)。2020年1月4日有利天氣條件出現(xiàn)后，市、縣（區(qū)）兩級(jí)人影部門密切配合、協(xié)同作業(yè)，抓住戰(zhàn)機(jī)全力實(shí)施人工增雨作業(yè)，全市普降小到中雨。本文將714S天氣雷達(dá)回波資料與常規(guī)天氣分析相結(jié)合，對(duì)作業(yè)目標(biāo)云的回波特征和作業(yè)效果進(jìn)行科學(xué)分析，對(duì)今后利用天氣雷達(dá)指揮人工增雨作業(yè)具有一定參考意義。

1?旱情形勢(shì)

攀枝花市地處攀西大裂谷金沙江干熱河谷區(qū)，屬南亞熱帶干熱河谷氣候。境內(nèi)山嶺縱橫，河谷幽深，地形零碎，高差懸殊，氣候垂直地帶性變化顯著，小氣候復(fù)雜多樣。受西南季風(fēng)和地形再分配作用影響，11月—翌年5月為干季，降水量?jī)H占年總雨量的10%左右，特別是12月—翌年3月是氣候上降水的低谷，月雨量?jī)H為4～7mm[1]。2019年以來(lái)，攀枝花市降雨同比大幅偏少，冬干春旱發(fā)展趨勢(shì)明顯，對(duì)水庫(kù)蓄水、農(nóng)業(yè)抗旱、森林防火造成了極大影響。

2?天氣形勢(shì)分析

2020年1月4日08∶00的500hpa高空?qǐng)D和紅外云圖的疊加圖（圖1）上可見(jiàn)，南支槽位于西藏南部至孟加拉灣地區(qū)，攀枝花市受槽前的西南氣流影響，有豐富的水汽輸送。從衛(wèi)星云圖上看，從孟加拉灣至攀枝花市有大片的對(duì)流云系不斷發(fā)展加強(qiáng)，逐漸向東北方向移動(dòng)，天氣條件有利于開(kāi)展人工增雨作業(yè)。

3?雷達(dá)回波分析

2020年1月4日08∶00左右，云南永仁地區(qū)和攀枝花北部有大面積回波生成發(fā)展，強(qiáng)回波中心位于鹽邊縣鱤魚(yú)鄉(xiāng)，最大強(qiáng)度37dBz（圖2a）。隨后，回波面積不斷增大并向東南方向移動(dòng)，到09∶40左右，回波覆蓋了鹽邊北部的紅寶、國(guó)勝、鱤魚(yú)、紅果等地區(qū)和米易全境，并逐漸向市區(qū)和仁和北部靠近（圖2b）。10∶50分散在仁和南部、鹽邊南部的零星回波不斷發(fā)展并連成片狀，最大強(qiáng)度超過(guò)40dBz，回波頂高6.5km。12∶02攀枝花全境內(nèi)幾乎被降水回波覆蓋（圖2c）。從13∶00開(kāi)始，回波強(qiáng)度逐漸減弱，并整體向東南方向緩慢移動(dòng)。14∶34鹽邊北部、仁和地區(qū)有零星弱回波覆蓋，其余地方仍有降水回波（圖2d）。到15∶01，全市大部分地區(qū)天氣好轉(zhuǎn)，僅有東南局部地方有小面積回波（圖2e）。16∶00后，大范圍降水過(guò)程基本結(jié)束。

4?人工增雨作業(yè)情況

4.1?作業(yè)準(zhǔn)備

2020年1月3日下午，市氣象臺(tái)經(jīng)會(huì)商分析，預(yù)測(cè)攀枝花市3日晚間—4日，將有一次降雨天氣過(guò)程。市氣象局積極行動(dòng)，立即啟動(dòng)天氣雷達(dá)，實(shí)施連續(xù)監(jiān)測(cè)，為后續(xù)預(yù)報(bào)分析和人工增雨指揮、作業(yè)提供精準(zhǔn)支撐;預(yù)報(bào)人員嚴(yán)密監(jiān)視天氣演變情況，認(rèn)真分析、加強(qiáng)會(huì)商、精心預(yù)測(cè);市、縣兩級(jí)人工影響天氣單位迅速做好人員調(diào)度、車輛調(diào)配、裝備調(diào)試等工作，進(jìn)入待命狀態(tài)。

4.2?作業(yè)開(kāi)展情況

人工增雨作業(yè)要想取得較好的效果，必須科學(xué)選擇作業(yè)時(shí)機(jī)、作業(yè)部位和用彈量。一般情況下，積云催化時(shí)機(jī)可選擇在云體發(fā)展初期;層狀云和積層混合云作業(yè)選擇在云體降水發(fā)展旺盛階段[2]。08∶00—10∶00左右，鹽邊北部、米易依次出現(xiàn)作業(yè)時(shí)機(jī)，12∶00—14∶00之間，全市大部分地區(qū)均出現(xiàn)較好作業(yè)時(shí)機(jī)。從09∶01開(kāi)始，攀枝花市、縣兩級(jí)人影部門積極克服空域申請(qǐng)困難、禁射區(qū)面積較大等困難，利用WR-1D型火箭架、JFJ火箭架和“三七”高炮，抓住有利時(shí)機(jī)全力實(shí)施增雨作業(yè)。截至14∶37，全市共開(kāi)展人工增雨作業(yè)12次，用彈54發(fā)（具體見(jiàn)表1）。

4.3?作業(yè)效果評(píng)估

人工增雨是一門理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的學(xué)科，作業(yè)效果與天氣系統(tǒng)關(guān)系非常密切，同時(shí)也與地形、地物及對(duì)目標(biāo)云的催化部位、催化時(shí)機(jī)、催化量等密切相關(guān)[3]。一直以來(lái)，作業(yè)效果檢驗(yàn)都是難點(diǎn)問(wèn)題。根據(jù)目前通行做法，采用區(qū)域雨量對(duì)比法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)來(lái)評(píng)估增雨量。設(shè)目標(biāo)區(qū)（作業(yè)影響區(qū)，下同）平均降雨量為R1（mm），對(duì)比區(qū)同時(shí)段平均降雨量為R2（mm），則人工增雨作業(yè)后目標(biāo)區(qū)的總增雨量P=R1-R2。其中，對(duì)比區(qū)應(yīng)位于目標(biāo)區(qū)的上風(fēng)方，地形和面積與作業(yè)影響區(qū)大致相近，不受作業(yè)催化劑污染，受同一天氣系統(tǒng)影響。從衛(wèi)星云圖上看，1月4日作業(yè)期間對(duì)流云系向東北方向移動(dòng)，則對(duì)比區(qū)選擇在作業(yè)區(qū)的西南方向。表2為作業(yè)后增雨目標(biāo)區(qū)與對(duì)比區(qū)的雨量分布情況。

由上表可知，人工增雨作業(yè)后目標(biāo)區(qū)總增雨量P（P=R1-R2）為1.1mm。在作業(yè)12次的情況下，目標(biāo)區(qū)累計(jì)影響面積S約4200km2，則本次增雨作業(yè)增水量W（W=S×P）約為4620m3。

5?結(jié)語(yǔ)

攀枝花714S天氣雷達(dá)產(chǎn)品的基本反射率、基本徑向速度等特征量能較好地反映出目標(biāo)云的性質(zhì)，可以監(jiān)測(cè)到目標(biāo)云的移動(dòng)方向及生消演變過(guò)程。利用雷達(dá)觀測(cè)，在對(duì)流云處于發(fā)展階段實(shí)時(shí)指揮人工增雨作業(yè)，能夠取得好的作業(yè)效果[4]。

將雷達(dá)回波資料與常規(guī)天氣圖、衛(wèi)星云圖相結(jié)合，綜合分析天氣形勢(shì)，有利于提高開(kāi)展人工增雨作業(yè)的針對(duì)性、及時(shí)性、科學(xué)性和準(zhǔn)確性。

本次人工增雨作業(yè)目標(biāo)區(qū)雨量大于所選對(duì)比區(qū)，取得的效果比較明顯，增水量約為4620m3（包括自然降水變化部分）。但人工增雨效果評(píng)估是極為困難的，特別是抗旱作業(yè)效果評(píng)價(jià)尤為困難[5]。本文利用地面雨量資料對(duì)比來(lái)分析，所得的結(jié)論有特定的前提條件和局限性，其可靠性尚需更多的試驗(yàn)和研究。

參考文獻(xiàn)

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[4]?胡玲，靳瑞軍.新一代天氣雷達(dá)產(chǎn)品在增雨作業(yè)時(shí)機(jī)判別中的應(yīng)用[J].氣象科技，2005（S1）：61-65.

[5]?陳冰，張深壽，馮晉勤，等.新一代天氣雷達(dá)在人工增雨中應(yīng)用的初步研究[J].應(yīng)用氣象學(xué)報(bào)，2003（S1）：187-192，195-196.

（責(zé)任編輯?周康）