奎瑪流域一次人工防雹增雨作業效果檢驗評估

方軍文，丁東明

（新疆昌吉州瑪納斯縣人工影響天氣雷達站，新疆 瑪納斯縣 832200）

人工增雨效果的評估檢驗是人工影響天氣研究和作業的關鍵性問題，它是人工影響天氣研究中最困難的科學問題之一。客觀、科學和定量地評價人工增雨效果不僅能促進人工影響天氣學科的發展，而且也能為人工增雨作業提供科學依據[1]。人工增雨作業效果的綜合檢驗方法前期主要有統計檢驗、物理檢驗和數值模擬檢驗等，隨著計算機技術的迅速發展和云物理過程研究的不斷完善，中國氣象局自主研發的中國區域多源融合實況分析1公里分辨率產品（ART_1 km，地面，以下簡稱“1公里實況產品”）投入業務應用，進一步滿足災害性天氣監測預警、智能網格預報及智慧氣象服務對更高分辨率實況產品的需求。1公里實況產品包括區域逐小時降水、2 m高度氣溫、2 m高度濕度、10 m高度風等4個要素14種產品，空間分辨率為1 km，最快時效達5 min，綜合利用了地面自動站觀測、天氣雷達、風云衛星、數值模式等多源資料和數據，采用概率密度匹配、貝葉斯模型平均、多重網格變分、最優插值等核心融合分析技術，捕捉以強對流天氣為代表的小尺度災害性天氣動向，為準確預報提供更優質的數據意義重大，產品在人工增雨外場實驗、效果評估實況天氣等需要高精度數據的領域均可應用。

1 天氣背景

2022年7月1日，受高壓脊控制，瑪納斯縣持續出現≥33.0 ℃的高溫天氣，6月30日至7月2日，由烏拉爾山槽東移，不斷分裂短波，瑪納斯縣出現小到大雨，降水量6.2 mm。

2 過程簡述

2022年7月1日傍晚，瑪納斯縣雷達站北部（六戶地、北五岔紅柳坑村）防區西南和西北出現強對流天氣過程，22：50前后降大雨。由瑪納斯縣711雷達的組合反射率回波可見，當日傍晚20：54～23：25在雷達站北部防區（六戶地、北五岔紅柳坑村）西南、西北方向先后出現多個強對流單體回波，總體的對流形態以分散的對流單體活動或線狀對流系統為主，未觀測到明顯的超級單體或強颮線系統。從圖1可以看出，此對流單體初產生于瑪納斯縣六戶地作業點西北距離測站71 km處，并于22：50在北五岔鎮紅柳坑村降大雨。由雷達回波產品可見，該單體的初生階段大約在當天傍晚20：50，初始回波強度47.9 dBz、方位289°，云頂高7 900 m，強中心高5 700 m，云底高4 667 m，隨后對流單體持續加強發展。至21：40前后，其系統的最強回波已達73 dBz，期間在該對流單體下游地區又觸發多個單體對流系統，但總體上幾個對流單體保持相互獨立，偶有合并。隨后的時間段內（22：00～22：10）對流單體繼續發展并維持強度，向東偏北方向移動。從圖2可以看出，在21：59對流云已壓近六戶地鎮1號、2號作業點上空。云頂高度11 300 m，其強度已達到74 dBz，強中心高度3 600 m，六戶地作業點間斷發射WR-98彈33枚，作業后降小雨。至22：15前后，該對流單體發展至最強階段，回波結構密實，云頂高度13 400 m，其強中心達到74 dBz，強中心高度9 000 m，零度層高度100 m。在22：25對流單體已移到北五岔鎮紅柳坑村防區。紅柳坑村2號、3號移動火箭車作業點在22：25～22：55期間根據對流云發展情況間斷發射27枚WR-98火箭彈。由雷達回波產品可見（22：35～22：50）強回波中心一方面向上延伸，另一方對流云下部強回波重心明顯下移，強回波已經接地。此時開始降大雨。至此之后，該對流單體進入減弱消亡階段，至23：25后移出紅柳坑作業點防區。

圖1 2022年7月1日21：00分至22：10分雷達回波及剖面圖

圖2 2022年7月1日22：15至23：25雷達回波及剖面圖

利用中國氣象局研發的“1公里實況產品”對瑪納斯縣2022年7月1日傍晚的一次防雹增雨作業進行效果檢驗評估。

3 增雨效果區域回歸統計檢驗

3.1 作業區與對比區地面降水量做對比

作業區：北五岔鎮紅柳坑村，近1 h降水6.2 mm，近3 h降水3.9 mm，近12 h降水3.9 mm，近24 h降水3.9 mm。

對比區：蘭州灣鎮畜產品安全監管站因為作業，近1 h降水0.0 mm，近3 h降水0.1 mm，近12 h降水0.1 mm，近24 h降水0.1 mm。

對比區：昌吉市新疆農業職業技術學院未作業，近1 h降水0.0 mm，近3 h降水0.0 mm，近12 h降水0.0 mm，近24 h降水0.0 mm。

對比區：烏市沙依巴克區，近1 h降水0.0 mm，近3 h降水0.0 mm，近12 h降水0.1 mm，近24 h降水0.1 mm。

采用中國氣象數據網“1公里實況產品”提供的降雨數據，對作業區和非作業區降雨結果進行對比，2022年7月1日紅柳坑村增雨作業前近24 h、12 h、3 h降雨量分別都是3.9 mm，作業后降雨量為6.2 mm。非作業區瑪納斯縣蘭州灣鎮區、昌吉市區、烏市沙依巴克區這三個區域在2022年7月1日22：00以后降雨量都為零。

3.2 自動氣象站降雨量

2022年7月1日瑪納斯縣北五岔鎮紅柳坑村自動氣象站數據顯示，22：40降雨量為0.6 mm，22：50降雨量為2.2 mm，23：00降雨量為0.1 mm，23：30降雨量為零。

瑪納斯縣北五岔鎮紅柳坑村“自動站”檢測的降雨量數據和“1公里實況產品”提供的降水數據顯示，經發射WR -98增雨彈60枚作業后，紅柳坑村22：25～22：55降雨效果顯著。

4 小結

本文對瑪納斯縣2022年7月1日一次人工防雹增雨作業效果，通過“自動站”檢測的降雨數據和“1公里實況產品”提供降雨數據進行對比、分析評估檢驗，增雨效果明顯。進入夏季，全縣部分地區旱情呈現逐步加重的趨勢，造成部分鄉鎮村莊旱情嚴重。瑪納斯縣人工影響天氣雷達站抓住有利時機，適時組織開展人工增雨作業，有效緩解了旱情。在今后的人影工作中，對空中發展的對流回波要重點關注，以免錯失最佳的作業時機。