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(guò)程多普勒雷達(dá)資料，邵陽(yáng)市8次冰雹災(zāi)害實(shí)況，探討了冰雹過(guò)程特征，分析研究了冰雹云單體移動(dòng)路徑，以及強(qiáng)冰雹發(fā)生時(shí)典型冰雹特征，并對(duì)邵陽(yáng)市煙葉主產(chǎn)區(qū)防雹炮點(diǎn)布點(diǎn)作業(yè)方案作出初步探討。

關(guān)鍵詞：雷達(dá)資料；冰雹云移動(dòng)路徑；防雹炮點(diǎn)布點(diǎn)

中圖分類(lèi)號(hào)：S572.01 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）22-0228-03

冰雹是邵陽(yáng)市的主要?dú)庀鬄?zāi)害之一，多發(fā)生在春季和初夏，對(duì)烤煙生產(chǎn)危害巨大。冰雹具有發(fā)生范圍小、持續(xù)時(shí)間短、突發(fā)性強(qiáng)、破壞力大等特點(diǎn)。分析冰雹云的回波特征和移動(dòng)路徑，可以為人工防雹作業(yè)提供指標(biāo)。目前國(guó)內(nèi)許多臺(tái)站[1-9]對(duì)冰雹云個(gè)例的探測(cè)資料進(jìn)行了分析研究，許多研究人員對(duì)此進(jìn)行了一系列的研究，為冰雹的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和短時(shí)預(yù)報(bào)預(yù)警及防雹提供了理論依據(jù)。

邵陽(yáng)市煙葉主產(chǎn)區(qū)主要位于邵陽(yáng)縣、隆回、新寧、新邵等縣。邵陽(yáng)市新一代多普勒天氣雷達(dá)在2009年建設(shè)完成并投入使用，本文對(duì)雷達(dá)投入使用以來(lái)邵陽(yáng)市8次冰雹天氣過(guò)程的多普勒雷達(dá)資料進(jìn)行分析總結(jié)，歸納總結(jié)冰雹的雷達(dá)預(yù)警指標(biāo)，對(duì)8次冰雹云的移動(dòng)路徑進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，并對(duì)邵陽(yáng)市煙葉主產(chǎn)區(qū)防雹炮點(diǎn)布點(diǎn)作業(yè)方案作了初步探討。

1 資料來(lái)源

本文研究區(qū)域?yàn)樯坳?yáng)市煙葉主產(chǎn)區(qū)，邵陽(yáng)市煙葉主產(chǎn)區(qū)主要位于邵陽(yáng)縣、隆回、新寧、新邵等縣。本文選取邵陽(yáng)市新一代多普勒天氣雷達(dá)資料，共選取20120410、20120412、20120430、20130320、20130322、20140326、20170419、20170503等共8次冰雹個(gè)例雷達(dá)資料，對(duì)雷達(dá)資料進(jìn)行詳細(xì)分析探討，找出冰雹云移動(dòng)路徑規(guī)律，以及冰雹典型雷達(dá)回波特征，參考2012-2017年防雹作業(yè)情況，對(duì)煙葉主產(chǎn)區(qū)防雹炮點(diǎn)布點(diǎn)方案進(jìn)行總結(jié)歸納。

2 冰雹概況

通過(guò)對(duì)8次冰雹過(guò)程概況歸納總結(jié)，8次冰雹過(guò)程降雹時(shí)段主要出現(xiàn)在午后到晚上，其中有7次過(guò)程均出現(xiàn)在午后至傍晚前后，有1次過(guò)程（20130319）出現(xiàn)在凌晨前后；從影響區(qū)域來(lái)看，冰雹影響區(qū)域最多的縣為邵陽(yáng)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(jì)損失來(lái)看，最多為20130320達(dá)到9960萬(wàn)元，其次為20120410為6600萬(wàn)元，第三為20120412達(dá)到2585萬(wàn)元，20120430過(guò)程造成邵東縣1376.1萬(wàn)元，20130322、20170419、20170503三次冰雹過(guò)程造成的直接經(jīng)濟(jì)損失在100-215萬(wàn)元，20140326過(guò)程直接經(jīng)濟(jì)損失不詳；從過(guò)程最大雹徑來(lái)看，20120412過(guò)程中綏寧和新寧雹徑最大分別達(dá)到50mm和40mm，其次為2012410過(guò)程中隆回縣雹徑達(dá)到30mm，20120412過(guò)程的武岡、20120430過(guò)程邵東、20140326邵陽(yáng)縣雹徑均達(dá)到20mm，<20mm的雹徑有20120410邵陽(yáng)縣14mm、20130320城步12mm、20130322隆回15mm，20130320邵陽(yáng)縣、20170419邵陽(yáng)縣、20170503隆回三次冰雹未收集到相關(guān)冰雹直徑。見(jiàn)表1。

3 組合反射率因子分析冰雹特征

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

從2012-2017年10個(gè)冰雹云單體移動(dòng)路徑來(lái)看，冰雹云移動(dòng)最多的路徑就是從懷化地區(qū)中部向東跨過(guò)雪峰山脈后經(jīng)過(guò)洞口、隆回、邵陽(yáng)縣、邵陽(yáng)市區(qū)，這一近似東西向的冰雹移動(dòng)路徑有5條；冰雹云移動(dòng)路徑其次為邵陽(yáng)南部地區(qū)有3條冰雹云移動(dòng)路徑，有2條從懷化市南部向東經(jīng)過(guò)綏寧、城步、新寧，一條從懷化市南部經(jīng)過(guò)綏寧、武岡、新寧；有1條冰雹云移動(dòng)路徑起源于綏寧向東北方向經(jīng)過(guò)武岡、邵陽(yáng)縣；有1條冰雹云路徑最短起源于邵陽(yáng)縣向東經(jīng)過(guò)邵東。從移動(dòng)路徑來(lái)看，隆回和邵陽(yáng)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(gè)以上，東北西南向有2條影響的鄉(xiāng)鎮(zhèn)在2-3個(gè)。冰雹云移動(dòng)路徑示意圖如圖1。

4 防雹炮點(diǎn)布點(diǎn)及作業(yè)方案研究

4.1 炮點(diǎn)布局

炮點(diǎn)布局對(duì)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(diǎn)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(dòng)路徑特征，作業(yè)點(diǎn)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(yáng)冰雹云的特點(diǎn)得出了感冷熱、辨風(fēng)力、看云色、聽(tīng)雷聲、識(shí)閃電、觀物象、參諺語(yǔ)的先兆特征定性指標(biāo)。冰雹云實(shí)際是強(qiáng)積雨云，一次冰雹來(lái)臨之前，總會(huì)有幾天晴熱高溫天氣。冰雹大風(fēng)常結(jié)伴而來(lái)，有冰雹必有大風(fēng)，出現(xiàn)大風(fēng)不一定有冰雹?！昂谠泣S邊子，一定有雹子”，指冰雹云多有顏色發(fā)黃，并常?？梢月?tīng)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(shí)，可做好防雹準(zhǔn)備工作。

4.3 從反射率因子變化特征進(jìn)行作業(yè)時(shí)機(jī)選擇

從8次冰雹過(guò)程發(fā)生時(shí)的基本反射率因子的分析可以看出，發(fā)生在邵陽(yáng)縣境內(nèi)的20140326、20170419兩次冰雹由于受到雷達(dá)靜錐區(qū)影響，強(qiáng)回波伸展高度在5.6-5.8km，其余冰雹>60dBZ強(qiáng)回波伸展高度在7.5-11.9km，20130320、20170503過(guò)程屬于強(qiáng)冰雹伴隨強(qiáng)降水，有8次冰雹具有懸垂回波特征，有6次冰雹過(guò)程均有V型缺口特征，有4次冰雹過(guò)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(qiáng)回波，其>60dBZ強(qiáng)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(shí)，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(guò)程中的“躍增”階段是防雹作業(yè)的最佳時(shí)機(jī)。

4.4 選擇好作業(yè)部位和用彈量

探測(cè)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(duì)不同類(lèi)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(qiáng)單體：強(qiáng)單體冰雹云或超級(jí)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(jìn)行催化，其目的除了爭(zhēng)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(duì)新生單體進(jìn)行催化作業(yè)，而且還應(yīng)對(duì)成熟單體進(jìn)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(gè)水平風(fēng)速等于零的零域區(qū)，稱(chēng)之為“穴道”，在“穴道”中小的冰雹胚胎容易長(zhǎng)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(cè)時(shí)，對(duì)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(zhuān)家數(shù)值模擬試驗(yàn)，人工防雹用彈量每個(gè)雹云單體需要100～300g的碘化銀。因此，在空域批復(fù)的時(shí)間內(nèi)對(duì)于每一個(gè)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。

參考文獻(xiàn)

[1]李新麟，鄭媛媛，陳金龍，等.CINRAD/CC雷達(dá)探測(cè)冰雹云特征個(gè)例分析[J].氣象科技，2007，35（2）：204-208.

[2]張正國(guó)，湯達(dá)章，鄒光源，等.VIL產(chǎn)品在廣西冰雹云識(shí)別和人工防雹中的應(yīng)用[J].熱帶地理，2012，32（1）：50-53.

[3]魯?shù)陆?，陳鐘榮，袁野，等.安徽地區(qū)春夏季冰雹云雷達(dá)回波特征分析[J].氣象，2015，41（9）：1104-1110.

[4]湯興芝，黃興友.冰雹云的多普勒天氣雷達(dá)識(shí)別參量及其預(yù)警作用[J].暴雨災(zāi)害，2009，28（3）：261-265.

[5]周德平，楊洋，王吉洪，等.冰雹云雷達(dá)識(shí)別方法及防雹作業(yè)經(jīng)驗(yàn)[J].氣象科技，2007，35（2）：258-263.

[6]李金輝，樊鵬.冰雹云提前識(shí)別及預(yù)警的研究[J].南京氣象學(xué)院學(xué)報(bào)，2007，35（2）：114-119.

[7]劉曉璐，周長(zhǎng)春.川西南山地冰雹雷達(dá)預(yù)警指標(biāo)[J].氣象科技，2016，44（2）：252-258.

[8]段鶴，嚴(yán)華生，馬學(xué)文，等.滇南冰雹的預(yù)報(bào)預(yù)警方法研究[J].氣象，2014，40（2）：174-185.

[9]黎霖，謝富友，鄭芬，等.多普勒雷達(dá)特征參數(shù)與短時(shí)冰雹臨近預(yù)警[J].氣象研究與應(yīng)用，2012，33（增刊1）：236-237.

[10]許煥斌，段英，劉海月.雹云物理與防的原理和設(shè)計(jì)[M].氣象出版社，2006，117-127.