邵陽市煙葉主產(chǎn)區(qū)雹云特征與炮點布點作業(yè)研究

羅龍友 張釗 張俊利 陳青 趙子琳

摘 要：本文利用2012-2017年8次冰雹過程多普勒雷達資料，邵陽市8次冰雹災(zāi)害實況，探討了冰雹過程特征，分析研究了冰雹云單體移動路徑，以及強冰雹發(fā)生時典型冰雹特征，并對邵陽市煙葉主產(chǎn)區(qū)防雹炮點布點作業(yè)方案作出初步探討。

關(guān)鍵詞：雷達資料；冰雹云移動路徑；防雹炮點布點

中圖分類號：S572.01 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）22-0228-03

冰雹是邵陽市的主要氣象災(zāi)害之一，多發(fā)生在春季和初夏，對烤煙生產(chǎn)危害巨大。冰雹具有發(fā)生范圍小、持續(xù)時間短、突發(fā)性強、破壞力大等特點。分析冰雹云的回波特征和移動路徑，可以為人工防雹作業(yè)提供指標(biāo)。目前國內(nèi)許多臺站[1-9]對冰雹云個例的探測資料進行了分析研究，許多研究人員對此進行了一系列的研究，為冰雹的實時監(jiān)測和短時預(yù)報預(yù)警及防雹提供了理論依據(jù)。

邵陽市煙葉主產(chǎn)區(qū)主要位于邵陽縣、隆回、新寧、新邵等縣。邵陽市新一代多普勒天氣雷達在2009年建設(shè)完成并投入使用，本文對雷達投入使用以來邵陽市8次冰雹天氣過程的多普勒雷達資料進行分析總結(jié)，歸納總結(jié)冰雹的雷達預(yù)警指標(biāo)，對8次冰雹云的移動路徑進行了統(tǒng)計分析，并對邵陽市煙葉主產(chǎn)區(qū)防雹炮點布點作業(yè)方案作了初步探討。

1 資料來源

本文研究區(qū)域為邵陽市煙葉主產(chǎn)區(qū)，邵陽市煙葉主產(chǎn)區(qū)主要位于邵陽縣、隆回、新寧、新邵等縣。本文選取邵陽市新一代多普勒天氣雷達資料，共選取20120410、20120412、20120430、20130320、20130322、20140326、20170419、20170503等共8次冰雹個例雷達資料，對雷達資料進行詳細分析探討，找出冰雹云移動路徑規(guī)律，以及冰雹典型雷達回波特征，參考2012-2017年防雹作業(yè)情況，對煙葉主產(chǎn)區(qū)防雹炮點布點方案進行總結(jié)歸納。

2 冰雹概況

通過對8次冰雹過程概況歸納總結(jié)，8次冰雹過程降雹時段主要出現(xiàn)在午后到晚上，其中有7次過程均出現(xiàn)在午后至傍晚前后，有1次過程（20130319）出現(xiàn)在凌晨前后；從影響區(qū)域來看，冰雹影響區(qū)域最多的縣為邵陽縣4次、隆回3次，洞口、武岡、綏寧、新寧、邵東各出現(xiàn)1次冰雹天氣；從直接經(jīng)濟損失來看，最多為20130320達到9960萬元，其次為20120410為6600萬元，第三為20120412達到2585萬元，20120430過程造成邵東縣1376.1萬元，20130322、20170419、20170503三次冰雹過程造成的直接經(jīng)濟損失在100-215萬元，20140326過程直接經(jīng)濟損失不詳；從過程最大雹徑來看，20120412過程中綏寧和新寧雹徑最大分別達到50mm和40mm，其次為2012410過程中隆回縣雹徑達到30mm，20120412過程的武岡、20120430過程邵東、20140326邵陽縣雹徑均達到20mm，<20mm的雹徑有20120410邵陽縣14mm、20130320城步12mm、20130322隆回15mm，20130320邵陽縣、20170419邵陽縣、20170503隆回三次冰雹未收集到相關(guān)冰雹直徑。見表1。

3 組合反射率因子分析冰雹特征

通過對8次冰雹過程雷達組合反射率因子的發(fā)展階段和移動路徑分析，可以看出，對影響我市冰雹云的發(fā)生源地，有6次過程出現(xiàn)在懷化地區(qū)即在雪峰山的迎風(fēng)坡，有2次過程發(fā)生源地在本市，其中20120430過程發(fā)生源地為邵陽縣諸甲亭鄉(xiāng)，20170419過程發(fā)生源地為綏寧縣。見表2。

從2012-2017年10個冰雹云單體移動路徑來看，冰雹云移動最多的路徑就是從懷化地區(qū)中部向東跨過雪峰山脈后經(jīng)過洞口、隆回、邵陽縣、邵陽市區(qū)，這一近似東西向的冰雹移動路徑有5條；冰雹云移動路徑其次為邵陽南部地區(qū)有3條冰雹云移動路徑，有2條從懷化市南部向東經(jīng)過綏寧、城步、新寧，一條從懷化市南部經(jīng)過綏寧、武岡、新寧；有1條冰雹云移動路徑起源于綏寧向東北方向經(jīng)過武岡、邵陽縣；有1條冰雹云路徑最短起源于邵陽縣向東經(jīng)過邵東。從移動路徑來看，隆回和邵陽縣出現(xiàn)冰雹次數(shù)最多，冰雹呈現(xiàn)明顯的“線狀”特征，其中東西向線狀最多有9條，影響的鄉(xiāng)鎮(zhèn)均在5個以上，東北西南向有2條影響的鄉(xiāng)鎮(zhèn)在2-3個。冰雹云移動路徑示意圖如圖1。

4 防雹炮點布點及作業(yè)方案研究

4.1 炮點布局

炮點布局對防雹效果影響很大，總結(jié)2012-2017我市在煙葉主產(chǎn)區(qū)防雹作業(yè)情況，炮點布設(shè)在煙葉主產(chǎn)區(qū)冰雹路徑的上游，在當(dāng)?shù)貧v年冰雹多發(fā)區(qū)域和冰雹多發(fā)路徑上，防雹效果較好。根據(jù)我市煙葉主產(chǎn)區(qū)冰雹云移動路徑特征，作業(yè)點一般選在煙葉生產(chǎn)區(qū)的西面和西南面。

4.2 從冰雹云的先兆特征綜合定性指標(biāo)做好防雹準(zhǔn)備工作

總結(jié)邵陽冰雹云的特點得出了感冷熱、辨風(fēng)力、看云色、聽雷聲、識閃電、觀物象、參諺語的先兆特征定性指標(biāo)。冰雹云實際是強積雨云，一次冰雹來臨之前，總會有幾天晴熱高溫天氣。冰雹大風(fēng)常結(jié)伴而來，有冰雹必有大風(fēng)，出現(xiàn)大風(fēng)不一定有冰雹。“黑云黃邊子，一定有雹子”，指冰雹云多有顏色發(fā)黃，并常常可以聽到悶雷或像磨東西似的推磨聲。山區(qū)冰雹云多為橫枝狀連續(xù)閃電，夜間冰雹云閃電多為紅色，“橫閃多雹，縱閃多雨”。當(dāng)出現(xiàn)上述先兆特征時，可做好防雹準(zhǔn)備工作。

4.3 從反射率因子變化特征進行作業(yè)時機選擇

從8次冰雹過程發(fā)生時的基本反射率因子的分析可以看出，發(fā)生在邵陽縣境內(nèi)的20140326、20170419兩次冰雹由于受到雷達靜錐區(qū)影響，強回波伸展高度在5.6-5.8km，其余冰雹>60dBZ強回波伸展高度在7.5-11.9km，20130320、20170503過程屬于強冰雹伴隨強降水，有8次冰雹具有懸垂回波特征，有6次冰雹過程均有V型缺口特征，有4次冰雹過程中低層具有鉤狀回波特征，有4次冰雹出現(xiàn)TBSS特征，有3次冰雹出現(xiàn)旁瓣回波特征。綜上，當(dāng)在我市地區(qū)出現(xiàn)高懸強回波，其>60dBZ強回波伸展高度在7.5km以上，伴有TBSS、旁瓣回波、V型缺口、鉤狀回波、伴隨中氣旋等特征時，我市可能有冰雹發(fā)生。

從反射率垂直剖面圖可以看出，冰雹云初始階段≥45dBZ回波在3-6km高度處形成并在發(fā)展過程中的“躍增”階段是防雹作業(yè)的最佳時機。

4.4 選擇好作業(yè)部位和用彈量

探測和研究表明，冰雹胚胎大多形成于-4℃至-10℃的環(huán)境中，人工防雹作業(yè)的高度應(yīng)選擇在-6℃層以上。

對不同類型的冰雹云作業(yè)應(yīng)有所不同：

孤立單體：催化應(yīng)著眼于防止新發(fā)展的冰雹云單體中形成冰雹，應(yīng)選擇-6℃層以上高度出現(xiàn)初始回波的新生單體或發(fā)展單體的新生部位。

強單體：強單體冰雹云或超級單體冰雹云的作業(yè)部位選擇冰雹云前部的引導(dǎo)云或前懸回波的前部進行催化，其目的除了爭食云內(nèi)水分、減少冰雹直徑外，還試圖在上升氣流內(nèi)提前形成降水，以抑制冰雹云的發(fā)展。

多單體：不僅對新生單體進行催化作業(yè)，而且還應(yīng)對成熟單體進行作業(yè)，催化部位選擇在冰雹云前部的新生單體和成熟單體的前部的前懸回波。

許煥斌[10]等人的研究表明，冰雹云中存在一個水平風(fēng)速等于零的零域區(qū)，稱之為“穴道”，在“穴道”中小的冰雹胚胎容易長大成冰雹粒子。因此，人工防雹作業(yè)應(yīng)當(dāng)將人工冰核輸送到這一區(qū)域，作業(yè)部位應(yīng)選擇“穴道”區(qū)域。

目力觀測時，對流云前部云體翻滾最厲害的部位，它是上升氣流部位，是冰雹云的“胚胎簾”，夜間閃電不耀眼，且有橫閃的地方處為上升氣流最大處。也就是防雹作業(yè)的關(guān)鍵部位。云合并處和回頭云也是防雹作業(yè)的重要部位。

根據(jù)專家數(shù)值模擬試驗，人工防雹用彈量每個雹云單體需要100～300g的碘化銀。因此，在空域批復(fù)的時間內(nèi)對于每一個作業(yè)雹云盡可能多射擊，一般每次可射擊50～70發(fā)三七高炮彈或6枚左右WR-98型火箭彈。

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