氣球攜帶碘化銀焰彈人工增雪技術在一次典型雨雪天氣中的應用

李普慶　陳遠征　張楠　李寶剛

摘要：本文介紹了朝陽市喀左縣應用氣球攜帶碘化銀焰彈人工增雪技術，組織人工影響天氣作業人員在一次大范圍、穩定性的蒙古氣旋天氣系統下實施人工增雪作業，根據雷達天氣資料，確定預設陣地位置、作業時間、選擇氣球焰彈種類等，以期達到最佳增雪作業效果，從中總結氣球焰彈增雪技術在實際應用中的經驗。

關鍵詞：氣球焰彈；人工增雪；經驗

中圖分類號： S166 文獻標識碼： A DOI編號： 10.14025/j.cnki.jlny.2016.06.045

朝陽市位于遼西低山丘陵區，自然條件惡劣，氣象災害頻發。干旱是朝陽地區主要氣象災害之一，素有“十年九旱”之稱，因此，冬春季開展人工增雨（雪）是一項重要的抗旱保墑措施。目前，朝陽地區冬季人工增雪手段主要是火箭人工增雪，但受空域申請限制，不能及時作業。氣球攜帶碘化銀焰彈增雨（雪）作業，具有價格低廉、成核率較高、機動性強、易于操作、使用安全（焰劑為播撒）、不受空域限制、能夠及時開展人工增雪作業。既可固定點作業，也可根據風向和預定效果區移動作業。所以對于朝陽干旱地區抗旱，作為飛機、火箭（高炮）以外的補充手段，具有十分重要的意義。

1 氣球焰彈特性

由喀左縣氣象局研制的“氣球攜帶碘化銀焰彈增雨雪新技術”于2005年11月通過了中國氣象科學研究院人工影響天氣研究所鑒定檢測，其焰劑的配方中AgI含量為6%，在-10℃溫度條件下冰核生成率平均為6.3×1013/克（北京理工大學研究的焰彈冰核生成率為5.0×1013/克），達到同類研究國內先進水平，可在北方中緯度地區使用推廣，非常適合穩定云層開展增雨雪作業。缺點是不像高炮和火箭彈著點可控，而隨低空風飄移。

焰彈采用紙質外殼，圓柱狀，長15厘米，直徑2厘米，內裝碘化銀2克、碘化銀燃燒劑80克，總重量85克左右。焰彈上端有與氣球連接的自懸掛繩，選用22號氣球，用氫氣吹起后與其連接。焰彈下端安裝了用藥水浸泡過的延時引信，不怕雨水噴淋。延時引信末端裝有電點火裝置，用一節干電池就可將其點燃，焰彈在云中采用燃燒的方式播撒碘化銀焰劑120秒，云中增加了大量的人工冰核，從而彌補了云中冰晶數量濃度的不足。

2 天氣系統

2015年2月19日上午，朝陽市氣象臺與沈陽區域中心氣象臺進行天氣會商，受蒙古氣旋影響，20日朝陽市將有一次大范圍、穩定性的雨夾雪天氣過程。蒙古氣旋一般為層狀云，其水平范圍寬廣持續時間長，云層穩定，云內上升氣流小，頂部平坦。

3 組織實施

3.1 選擇作業點原則

一是確定此次降水的云層高度及零度層高度上的盛行風向風速；二是確定效果區位置范圍：分析天氣系統，根據風向、風速，到受益區上方布設，每點間距離5～8公里為宜，如條件允許，擴大催化面積，同時布多個施放點呈扇形或梯形效果更好；三是確定適合此次降水過程的作業陣地，在交通、通訊、制氫、人員、環境方面能夠適合作業，且能保證安全作業，并條件達到預期效果。

根據以上條件，喀左縣在春季2000米高度多西南風的位置上，在喀左縣選擇了5個鄉（鎮）作為作業點。分別是坤都營子、官大海、六官、平房子、南公營子。

3.2 選擇氣球焰彈型號

氣球焰彈分長、短引信焰彈：長引信20厘米，短引信 15厘米，延時引信 1分鐘燃燒1厘米。根據云和降水宏觀特征及云的微物理特征判斷，決定選用短引信焰彈。

3.3 實施作業

根據朝陽新一代714CD雷達回波資料，2月20日10時59分，大范圍降雪回波移入凌源、喀左境內（見圖2），通知各預設陣地作業隊員做好相應準備。

作業操作。使用22號氣球充以氫氣，控制升速100米/分，一定要系好氣球以防漏氣或焰彈脫落而掉在地上噴發可能引發火災。

抓住有利天氣時機，請示有關部門后，下達作業指令。

作業人員接到增雨作業指令后，充灌好22號氣球，將一枚焰彈用2米長小線系在球下，點燃焰彈放飛（點燃時應遠離灌球場），焰彈在云中發煙60～70秒，發煙期間因為氣球升速為100米/分，由于地面和近地層風向和風速的脈動影響，使幾十個焰彈分布在云中一個大扇面上引燃，在較大范圍內起到人工引入晶核的作用，達到增加降水量的目的。

應注意的問題：掌握好風速，當地面風速超過6 米/秒，會影響氣球的上升速度，施放時應綜合把握。

4 增雪作業效果分析

在此次降雪過程中，喀左縣5個預設陣地共施放氣球焰彈328枚，用時40分鐘。作業后雷達回波見圖3。

從實施氣球攜帶碘化銀焰彈作業后，喀左縣受影響區的降雪量見表1，影響區內觀測站降雪量均在5.5毫米以上，達到大雪量級。而在無作業影響區的凌源市降雪量在5毫米以下。

從此次人工增雪個例分析，增雪量達到10%～20%。此次降雪，有效地緩解了全市前期干燥的氣候狀況，對全市土壤保墑、凈化空氣、改善森林防火和全市春播生產創造了極為有利的條件。

5 結語

當云和降水過程處于發展或持續階段，云層較厚，云底較低，有持續上升氣流是增雨（雪）的最佳時機。

利用氣球攜帶碘化銀焰彈作業在大范圍、穩定性的層狀云降水效果明顯。在朝陽地區春季有華北氣旋、蒙古氣旋等天氣過程均可實施作業。

在1次層狀云氣球焰彈增雨作業，縮短作業時間，每個作業點施放氣球在50～60個范圍內為宜，也可根據云系發展情況做適當調整。

利用氣球攜帶碘化銀焰彈對冷云催化作用效果明顯，由于其成本低、成核率高適用北方干旱地區增雨（雪）作業，作為飛機、火箭增雨作業的補充手段是非常必要的。

參考文獻

[1]秦長學.氣球攜帶碘化銀焰彈技術研究[J].氣象，1997，（11）.

[2] 劉衛國，蘇正軍，王廣河，李淑日.新一代機載PMS粒子測量系統及應用[J].應用氣象學報，2003，（S1）.

[3] 姚展予.中國氣象科學研究院人工影響天氣研究進展回顧[J].應用氣象學報，2006，（06）.

[4] 王鵬飛，黃文娟，李子華，章澄昌，宋乃會.利用秧田雹坑分析雹譜的方法[J].南京氣象學院學報，1983，（01）.

[5] 洑春干.液氮同碘化銀一同用于人工增雨[J].低溫與特氣，2002，（05）.

作者簡介：李普慶，本科學歷，朝陽市氣象局，工程師，研究方向：人工影響天氣。