安英玉, 韓書新,車秀杰,鄭 凱
(1.黑龍江省人工影響天氣辦公室,黑龍江 哈爾濱 150030;2.黑龍江省大氣探測技術(shù)保障中心,黑龍江 哈爾濱 150030)
2010年6月26日黑龍江省呼中縣發(fā)生了重大森林火災(zāi),前期由于暖高壓控制,使當(dāng)?shù)爻霈F(xiàn)了異常高溫天氣,給撲火帶來不利影響。由于火場風(fēng)力大,氣溫高,加之地形復(fù)雜,給撲救工作帶來很大困難。此次森林火災(zāi)來勢之猛、火點之多、涉及范圍之廣,在夏季雷擊火歷史上罕見。6月30日受高空橫槽和地面鋒面系統(tǒng)的影響,在火場地區(qū)進(jìn)行作業(yè);7月3日迎來了一次天氣過程,受高空槽和冷空氣的影響,黑龍江省自西向東出現(xiàn)一次降雨過程。省人影辦抓住此次機(jī)會,利用人影飛機(jī)在火場上空進(jìn)行反復(fù)作業(yè),帶來了持續(xù)的降水。在7月4日進(jìn)行火箭增雨作業(yè),林區(qū)普降小到中雨。下面就兩次過程的火箭增雨作業(yè),從天氣形勢,衛(wèi)星云圖,雷達(dá)回波等幾方面進(jìn)行對比分析。
哈爾濱移動X波段全相參多普勒天氣雷達(dá)是黑龍江省首部X波段移動多普勒天氣雷達(dá),該雷達(dá)與固定位置的C波段新一代天氣雷達(dá)相比,具有較高的機(jī)動性、可靠性、穩(wěn)定性、可維護(hù)性及全天候的連續(xù)工作能力,可為局地災(zāi)害性天氣(強(qiáng)降水、冰雹等強(qiáng)對流天氣)短時預(yù)警預(yù)報提供有效手段,為人工影響天氣(人工增雨、防雹)提供作業(yè)指揮和效果評估,系統(tǒng)還具有有線網(wǎng)絡(luò)3G數(shù)據(jù)通信接口,能通過有線或無線將雷達(dá)探測數(shù)據(jù)和視頻圖像傳輸至指揮中心。該系統(tǒng)在重大活動以及重大天氣災(zāi)害來臨時,在一定程度上彌補(bǔ)了現(xiàn)代氣象應(yīng)急手段的不足。
500 hPa形勢場上,黑龍江省大興安嶺地區(qū)有一橫切變線,火場地區(qū)正處于橫切變區(qū)域,且暖空氣控制黑龍江省,在貝加爾湖和黑龍江省之間有一豎槽線。地面上看黑龍江省主要受低壓影響,大興安嶺地區(qū)處于暖空氣中。
500 hPa歐亞大陸中高緯度為兩脊一渦形勢,其中在內(nèi)蒙與黑龍江省大興安嶺地區(qū)為一渦,貝加爾湖處為一脊,該脊勢力較強(qiáng),另一脊位于黑龍江省的東部地區(qū),且呈減弱趨勢。渦與貝加爾湖附近脊前南下的冷空氣相配合并有所加強(qiáng),影響火場地區(qū) hPa形勢與500 hPa類似,但渦的范圍更大,東部的脊更弱?;饒鑫挥跍u中心區(qū)域。
在6月30日19時30分的水汽圖像上可以看出在貝加爾湖北部到黑龍江省大興安嶺地區(qū)有一逗點狀云系,大興安嶺地區(qū)處于該逗點云系的尾端,該云系呈淡灰色,火場上空有云系覆蓋,該云系不斷向北偏東移動,至20時30分火場上空云系覆蓋較多。
可見光云圖上,從大興安嶺到內(nèi)蒙境內(nèi)有一條逗點狀云系,在水汽圖像中06時30分火場地區(qū)水汽含量較周圍要高。由于是早上,氣流穩(wěn)定,抬升條件不利于云體發(fā)展,因此云體較弱。與高空形勢相對照,在大興安嶺北部是冷渦中心的位置,該位置的動力條件較好,特別是隨地面溫度的升高,抬升條件會不斷的加強(qiáng),特別是在午后有較強(qiáng)的對流發(fā)展。
6月30日,午后在車載雷達(dá)的西南部出現(xiàn)較為分散的雷達(dá)回波,回波強(qiáng)度在20~25 dBz,回波頂高在7 km左右,面積較小,隨后逐漸向北偏東方向移動,至18時22分移至火箭作業(yè)范圍之內(nèi),開始作業(yè),此時的回波強(qiáng)度在40~45 dBz,回波面積增大,回波頂高在8 km左右。作業(yè)后18時39分回波強(qiáng)度下降,面積擴(kuò)大,并向北移動。之后不斷有較弱的層狀云降水回波向火箭作業(yè)點移動,作業(yè)點根據(jù)實際情況進(jìn)行作業(yè)。
4日凌晨,在雷達(dá)回波圖上,在48號線火箭車位置的東北部有穩(wěn)定性的層狀云移來,在07時21分到達(dá)48號線作業(yè)范圍,強(qiáng)度在15~20 dBz,回波頂高6 km左右,云厚在4 km左右,屬于層狀云降水回波[1-2],云層穩(wěn)定,開始實施地面火箭增雨作業(yè),在07時30分回波已完全覆蓋火箭點范圍,此時回波面積有所增加,回波的強(qiáng)度略有增強(qiáng),07時43分以后該層狀云逐漸移出火箭車的影響范圍。
(1)天氣形勢:6月30日火場處于高空橫切變和地面的暖區(qū)當(dāng)中,7月4日火場處于高空冷渦中。
(2)衛(wèi)星云圖:6月30日火場位于逗點云系的尾端,水汽條件不是很充沛。7月4日火場位于逗點云系的頂部,相對來說水汽更豐富一些。
(3)雷達(dá)回波:第一次作業(yè)過程的云體強(qiáng)度較強(qiáng)、回波面積較大。第二次作業(yè)過程的云體強(qiáng)度較弱,面積較小。
(4)作業(yè)效果:6月30日作業(yè)后降水量較小,而7月4日作業(yè)后降小到中雨。
(1)在這兩次火箭增雨作業(yè)中,雖然第一次作業(yè)的雷達(dá)回波較強(qiáng),但是由于大形勢是處于暖區(qū)中且水汽條件不是很充沛,因此效果也較差。而第二次作業(yè)中雖然作業(yè)的云體強(qiáng)度和回波面積都較小,但是由于處于渦的內(nèi)部,并且水汽條件相對較好,因此效果也相對較為理想。
(2)在緊急任務(wù)中,有大面積的層狀云出現(xiàn)時,首先考慮的是進(jìn)行飛機(jī)人工增雨作業(yè),在空域允許的范圍內(nèi)再間隔進(jìn)行火箭作業(yè)。
(3)對比了車載雷達(dá)和加格達(dá)奇多普勒雷達(dá)的回波,兩者在回波強(qiáng)度、回波位置上均有差異,通過與火箭作業(yè)人員位置的實況相對比,發(fā)現(xiàn)在位置上車載雷達(dá)更精準(zhǔn)些。
[1]張晰瑩,那濟(jì)海,張禮寶.新一代天氣雷達(dá)在臨近預(yù)報中的分析與應(yīng)用[M].北京:氣象出版社,2008.
[2]汪學(xué)林,陸煜鈞,金德鎮(zhèn),等.吉林春季降水性層狀云宏微觀特征的綜合分析.云雨物理論文集[C].北京:中國科學(xué)技術(shù)出版社,1987:1-16.