上饒市2次人工增雨作業天氣形勢與雷達回波演變對比分析

范從文 肖瑤 鄭麗君

摘要?人工增雨作業是緩解旱情提高農業產出率的一個重要的人工干預的科技方法，而人工增雨作業成本往往比較高，其中作業條件和時機的把握是人工增雨效果的關鍵。2019年10月12—13日和10月22—23日全市開展人工增雨作業。對這2次過程的天氣形勢與雷達回波演變、作業效果等進行對比分析，得出在500?hPa層584線控制區、低層偏南暖濕氣流中、切變線南部以及冷鋒前沿的積狀云回波和混合狀回波更有利于大范圍人工增雨作業;而850?～925?hPa層為一致的偏北氣流控制區域不利于人工增雨作業大范圍開展，人工增雨最佳作業時機應選在云系在發展階段，且回波強度在25?dBz以上，VIL值在增大時進行作業。

關鍵詞?干旱;積狀回波;VIL值

中圖分類號：P481?文獻標識碼：A?文章編號：2095-3305（2020）03-101-05

DOI：?10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.03.043

上饒市地貌以丘陵為主，北東南三面環山，自北而南依次為：鄣公山、懷玉山和武夷山;西面為中國第一大淡水湖鄱陽湖。境內水系發達、河流眾多，大部分屬鄱陽湖水系。信江、饒河是上饒市的主要河流，縱貫上饒市，匯入鄱陽湖后經湖口注入長江，上饒也是江西重要的農業生產基地，但近些年受全球氣候變暖影響，上饒市年平均氣溫不斷升高，降水減少，干旱災害時有發生，干旱會直接造成農作物的大范圍減收，同時也增加了森林火險等級，因此，在有利的天氣條件下開展人工增雨，通過充分利用空中的水資源，提高降水效率，緩解干旱帶來的影響，是很有必要的。國內學者在人工降雨云系結構、微物理特征、降水機制等方面進行了一系列研究和實踐，取得了一些有意義的進展。其中田萬順[1]對3次降水過程的人工增雨條件進行分析，指出雨區不同部位，降水的天氣背景條件有所不同，增雨效果也會不同。夏麗花[2]對夏季干旱人工增雨條件分析，指出夏季干旱期間，Cb云有一定的人工增雨作業條件，其中降水時間在1～3?h，過程雨量在2.0～10.0?mm的云具有較好的作業時間，人工增雨效果明顯。

對上饒市2019年10月12～13日和10月22～23日人工增雨過程的天氣條件、雷達回波演變情況等特征進行分析，尋找有利于開展人工增雨作業的天氣背景和雷達回波特征，為今后繼續開展增雨作業的前期準備工作及抓住作業最佳時機提供科學依據。

1?資料與方法

選取2019年10月12～13日和10月22～23日上饒市人工增雨作業資料，使用常規觀測和區域氣象自動站加密資料、雷達資料、WEBGIS雷達拼圖資料，采用作業前后雷達回波變化、區域站雨量增益等對兩次人工增雨作業效果進行評估，并得出秋冬季有利于人工增雨作業的天氣背景和指標。

2?前期氣候背景回顧

2019年7月17日～10月9日，上饒市平均氣溫28.6℃，較常年同期偏高1.8℃，位居歷史同期第1位;7月17日～10月9日，全市高溫（日最高氣溫≥35℃）日數45?d，較常年同期偏多22?d，位居歷史同期第2位;7月17日～10月9日，全市平均降水量為59?mm，較歷史同期偏少221?mm，位居歷史同期第1低位。根據氣象干旱監測達到重旱、特旱（見圖1）。

10月12～13日上饒市平均面雨量有2.0?mm，區域站最大為廣豐湖豐24.5?mm。10月22日～23日上饒市平均面雨量0.3?mm[3-5]，區域站最大為德興瓦源15.1?mm。農業旱情和森林火險得到有效緩解。

3?2次過程作業情況對比分析

3.1?10月12—13日全市作業情況

10月12—13日，受低層切變線和地面冷空氣擴散南下影響，上饒市出現了有利的人工增雨作業天氣條件，上饒市人影辦組織全市各人影辦作業分隊成功實施人工增雨作業16次，共發射火箭彈38枚，燃燒碘化銀煙條4根，作業區域普降小到中雨，作業效果明顯，農業旱情和森林火險得到了有效緩解。各地抗旱作業戰況如下。

（1）上饒市人影辦：市人影作業分隊按照市政府領導部署，10月12日20：30，抓住有利時機開展抗旱作業，發射火箭彈2枚，作業區普降小到中雨，受益面積達200?km2。

（2）廣信區：10月12日和13日成功實施2次人工增雨作業，發射火箭彈6枚。

（3）廣豐區：10月12日和13日成功實施2次人工增雨作業，發射火箭彈8枚，燃燒碘化銀煙條2根。

（4）玉山縣：10月13日成功實施1次人工增雨作業，發射火箭彈2枚。

（5）弋陽縣：10月13日成功實施2次人工增雨作業，發射火箭彈4枚。

（6）橫峰縣：10月13日成功實施1次人工增雨作業，發射火箭彈4枚。

（7）鉛山縣：10月13日成功實施1次人工增雨作業，發射火箭彈2枚。

（8）鄱陽縣：10月13日成功實施1次人工增雨作業，發射火箭彈1枚。

（9）余干縣：10月13日成功實施1次人工增雨作業，發射火箭彈2枚。

（10）萬年縣：10月13日成功實施1次人工增雨作業，發射火箭彈2枚。

（11）婺源縣：10月13日成功實施1次人工增雨作業，發射火箭彈1枚。

（12）德興市：10月12日成功實施1次人工增雨作業，發射火箭彈2枚。

（13）三清山：10月12日成功實施1次人工增雨作業，發射火箭彈2枚，燃燒碘化銀煙條2根。

3.2?10月22～23日全市作業情況

（1）弋陽縣：10月23日05：17成功實施1次人工增雨作業，發射火箭彈2枚。

（2）鉛山縣：10月23日04：30成功實施1次人工增雨作業，發射火箭彈2枚。

4?天氣形勢分析

12日08：00，中低空冷氣團前沿的東北風和584線北側的暖濕西南風在湖南中部和江西北部形成切變線，低層相對濕度在85%以上，同時臺風西側的偏北風引導冷空氣快速南下，系統高低空配置形成了有利的動力抬升條件，在江西中北部形成比較穩定的降水天氣形勢，具備冷云增雨條件，有利于全市開展人工增雨作業。

22日20：00，500?hPa高空低槽快速東移，在移入贛東北過程中逐漸減弱，850hPa～925?hPa層切變線主體位于湘中和贛中一帶，贛東北位于切變線邊緣，低層處于東北氣流控制，濕舌從廣西沿湖南伸至贛西北，從系統配置和物理量分析贛東北的西部和南部動力抬升條件和水汽條件好于其他區域，有利于人工增雨作業（見圖2）。10月22日20：00至23日08：00，雨帶在東移過程中不斷減弱，移到贛東北的東部趨于消散。

5?雷達回波演變分析

12日08：00，A回波位于江西與湖南湖北交接處，此時回波中心強度在30～35?dBz，到12日11：00，回波移進江西省，位于九江西北部到宜春西部一帶，強度減弱，08：00～11：00，九江西北部與宜春西部地區出現了小雨，局部中雨，其中降水最明顯的為九江彭坪村18.3?mm。到14：00，回波東南移至贛中西部，強度進一步減弱，而北部回波已基本消散;11：00～14：00，贛西北一帶出現了小雨，局部中雨，最大為宜春白水鄉出現了16.5?mm降水。14：00～20：00，系統性回波已減弱消失，只有宜春和上饒東南部有分散的積狀回波塊，出現的降水也很分散。到23：00，上游湖北西部出現了新的回波B東移，到13日02：00移至江西省西北部，但是強度仍是減弱的趨勢，到13日05：00移至九江北部，此時回波強度僅到25～30?dBz，08：00移至鄱陽湖地區，強度進一步減弱。02：00～08：00，B回波使贛西北一帶出現了小雨天氣，但是降水強度明顯弱于回波A。此次過程全市各區（市、縣）都進行了人影作業，由于AgI隨著溫度的降低而活性增加，最好能播入-10～-15℃高度云層，而此次過程云高度高，云層條件滿足條件，因此效果好，全市平均面雨量2?mm（見圖3）。

22日08：00，A回波（弱冷鋒回波帶）位于湖南西北部，并不斷加強東移，到14：00回波前沿移入贛西北。17：00，A回波分裂成兩塊，南側A回波開始出現減弱趨勢，但北側B回波略呈加強態勢。在鋒前回波帶前贛中出現分散的弱的鋒前對流單體，20：00，A回波位于宜春到萍鄉一帶;到23：00移至撫州，強度減弱并開始分散，17：00～23：00，贛西北地區出現了1?mm左右的降水;23日02：00，B回波移至九江北部，中心強度30?dBz以上，而此時A回波位于贛中一帶，強度較弱且結構分散，23：00～02：00，A回波使贛中一帶出現了分散的小雨，雨量基本在1?mm以下，而B回波又給九江北部帶來了2?mm左右的降水;隨著AB回波進一步東移，到05：00，二者在上饒市南部合并。04：30，鉛山縣成功實施1次人工增雨作業，發射火箭彈2枚;05：17，弋陽縣成功實施1次人工增雨作業，發射火箭彈2枚，兩地出現小雨天氣，分別為鉛山0.5?mm、弋陽0.5?mm。02：00-08：00，上饒市的西部和南部大部分有0.5～1?mm左右的降水;此后回波減弱繼續東移逐漸移除江西省（見圖4）。

增雨作業時間性極強，主要依靠各種雷達指標判據和回波先兆特指標征分析判斷，下達指令，而江西雷達拼圖產品手機顯示平臺，可以隨時、便捷的監測回波的移動和強度變化，短時預報依靠各種天氣系統特征物理量指標、雷達和衛星云圖等多種指標判斷作業天氣、區域、時機等，抓住有利時機也有利于節省空域申請時間。

層狀云每次作業可沿風向兩側45～90°方向分別發射2～3枚，對積層混合云作業時，則一次可發射火箭彈為3～7枚，結合實際作業經驗，作業時可對積云泡每次發射3～5枚[6-7]。對尺度大于102的孤立積云單體增雨作業時，對強中心部位下方，每次發射增雨火箭彈4～6枚，對層狀云增雨作業沿云的來向左右兩側45°～90°間發射，可增大播撒有效面積和有效時段。作業完畢，最好在原地靜靜觀察作業區域的云變化并做好文字圖片記錄，總結作業前后云宏觀變化狀況，尋找規律性過程。

6?討論

（1）江西短臨預警預報手機平臺、江西WebGIS雷達拼圖和江西集約化平臺等平臺，可以較好地快速便捷對人工增雨作業提供技術支撐，特別是方便一線人影辦作業人員在野外發射點監測雷達回波。

（2）2次人工增雨作業都取得良好經濟效益和社會反響，前一次作業范圍更廣，作業效果更顯著。

（3）500?hPa層584線控制區、低層偏南暖濕氣流中、切變線南部以及冷鋒前沿的積狀云回波和混合狀回波更有利于大范圍人工增雨作業。而850～925?hPa層為一致的偏北氣流控制區域不利于人工增雨作業大范圍開展。

（4）不同季節、不同系統影響下的降雨云系發展厚度、移動速度都不同，增雨效果也不一樣。總體而言，人工增雨最佳作業時機應選在云系的發展階段，且回波強度在25?dBz以上，回波頂高度高、VIL值增大進行作業。

（5）識別、選擇合適的云體，及時將適量的催化劑播入云中最合適的部位，以達到預期的最佳效果。由于AgI隨著溫度的降低而活性增加，最好能播入-10～-15?℃高度云層，在今后需要更加智能化的平臺技術支撐。

參考文獻

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[2]?夏麗花，馮玲，曾光平.福建省干旱概況及夏旱期間人工增雨條件分析[J].應用氣象學報，2003（S1）：143-150.

[3]?袁野，李愛華，邵洋，等.人工增雨作業條件預測方法研究[J].氣象科技，2009，37（5）：621-626.

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責任編輯：黃艷飛