安化人工增雨技術(shù)之我見

諶雙軍,陳如剛,賀志姍,劉 斌

(1.湖南省安化縣氣象局,湖南 安化 413500;2.湖南省益陽市氣象局,湖南 益陽 413000)

安化人工增雨技術(shù)之我見

諶雙軍1,陳如剛2,賀志姍2,劉 斌2

(1.湖南省安化縣氣象局,湖南 安化 413500;2.湖南省益陽市氣象局,湖南 益陽 413000)

為了避免或減輕氣象災(zāi)害,合理利用氣候資源,在適當(dāng)條件下利用高炮通過人工干預(yù)的方式對局部大氣的云物理過程進行影響,對抗旱減災(zāi)、緩解水資源短缺、糧食生產(chǎn)安全、生態(tài)環(huán)境建設(shè)和保護等都有著重要的作用。安化縣地處湘中偏北,是全省的暴雨中心,也是干旱走廊,夏秋干旱尤其明顯。為了緩解夏秋干旱,增產(chǎn)保收,增水發(fā)電,解決人畜飲水困難等,適時開發(fā)空中水資源,增大云層的降水量,以達到蓄水發(fā)電、抗旱,確保農(nóng)業(yè)雙豐收的目的。

人工增雨;選址;效益分析

1 安化簡況

安化地形地貌多樣,各類資源豐富。屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū),土地肥沃,適宜各種作物生長。田間地盛產(chǎn)水稻、花生玉米等;山上盛產(chǎn)松、杉、竹、茶葉、藥材等。由于地形、地勢及地理位置諸因素影響,加上山區(qū)保水條件差,使我縣有“洪澇一條線,干旱一大片”的俗稱。據(jù)氣象資料統(tǒng)計,局部性干旱每年都發(fā)生,大旱和特大旱災(zāi),平均 2a一遇。根據(jù)統(tǒng)計 2000年后除 2002和 2007年外,其它年份降水量均偏少,特別是 2003和 2009年為特大干旱。

2 炮點的選擇

2.1 地形條件

選擇有利于對流云發(fā)展的地形。在夏秋干旱季節(jié),副熱帶高壓已加強西伸,控制本地區(qū)。但有時處在副熱帶高壓邊緣,受到地形抬升和熱力的共同作用,也能形成較大范圍的對流云團,炮點應(yīng)選在云層趨于發(fā)展的一側(cè)。因為云層過山頂后會產(chǎn)生下沉氣流,背向地帶不宜設(shè)點。

2.2 距旱區(qū)和蓄水庫區(qū)的方向距離

炮點一般應(yīng)在云的來向上游約 10～15Km處,這樣就能盡量把人工增雨所增大的降水落到旱區(qū)和蓄水區(qū)內(nèi)。如西南氣流影響時,炮點應(yīng)設(shè)置在西南方向;東風(fēng)波影響時,炮點就應(yīng)設(shè)置在東南方?？紤]到人工增雨作業(yè)需要 30min左右的催化時間,根據(jù)云層的移動速度,要把炮點選在云的來向方面距蓄水抗旱區(qū) 10～15Km視野開闊處,有利作業(yè)。

2.3 炮點選擇

要選擇視野開闊,作業(yè)方便,不延誤戰(zhàn)機和交通方便,生活有保障的地方作為炮點。按每門高炮催化影響面積 S=400Km2計算,安化宜部署 4～6門,但由于受地形的限制,在前鄉(xiāng)的仙溪鎮(zhèn)和后鄉(xiāng)的煙溪鎮(zhèn)各固定一門高炮,以火箭炮做流動炮點。仙溪鎮(zhèn)主產(chǎn)水稻、花生等糧食作物,臨近有梅城、栗林、長塘、樂安小淹、廖家坪水庫等;煙溪鎮(zhèn)地處資水中游,周邊有渠江、坪口、奎溪、馬路、南金、古樓等,主產(chǎn)經(jīng)濟作物,降水全部匯入柘溪,供電站發(fā)電。

2.4 作業(yè)時機

地方性熱力作用所產(chǎn)生的對流云,一般規(guī)模小,云層較薄,生成發(fā)展的時間短促,催化后能產(chǎn)生降水的范圍小,時間短,增大雨量不明顯,很難在抗旱中發(fā)揮作用。當(dāng)?shù)孛嬗腥趵滗h,高空有切變和低槽或臺風(fēng)槽,東風(fēng)波天氣形勢配合時,積雨云生成發(fā)展范圍大,云層厚,維持時間長,作業(yè)后產(chǎn)生降水的時間長,雨量大,降雨的范圍廣,作業(yè)的機會多,這是人工增雨作業(yè)的主要時機。

3 技術(shù)要求

3.1 云狀、云量和云層厚度

單塊的濃積云、云塊小的積雨云都不宜作業(yè),只有當(dāng)積雨云母體在三個量或以上,云層厚度 ＞4Km才有利于作業(yè)。在實際工作中以云層對比地面所產(chǎn)生的陰暗程度來確定。云層越厚,地面越暗;云層越薄,地面明亮度不受明顯影響,而且云層本身也淡白,明亮度較好,一般云層厚度都 ＜4Km。

安化境內(nèi)云層主要由三類云系產(chǎn)生,即高層云(As)和層積云 (Ac)混合層狀云系、Cb對流云系和Cb、Sc、Ac積層混合云系。平均每個月出現(xiàn)降水的天數(shù)為 15.77d,基本上都是由高層云 (As)和層積云(Ac)混合層狀云系、Cb對流云系和 Cb、Sc、Ac積層混合云系 3種類型的降水云型產(chǎn)生。其中,主要是層狀云系和積層混合云,分別占降水云型的56.56%和 37.1%,積云降水只占 6.34%,而且只有4、5、7和 8月出現(xiàn)的幾率較大。各月降水云型有很大的差異,秋冬季主要是層狀云降水,3—7月和 9月積層混合云降水概率相對較大,而 Cb對流云降水則只出現(xiàn)在 4—8月。

3.2 掌握時機,適時催化

一次好的作業(yè)過程,應(yīng)該是針對局地 (作業(yè)點)云的特征,運用天氣資料及預(yù)報、衛(wèi)星云圖、雷達,以及云的相關(guān)探測資料,作出相應(yīng)的增雨作業(yè)判斷。經(jīng)專家分析,其多普勒雷達回波強度 ＞40dBz,回波頂高 ＞10Km,云中液態(tài)含水量 (V IL)＞15kg/m2,持續(xù)時間 ＞20min以上是極好的作業(yè)機會。對移動到庫區(qū)上空的云體,具體作業(yè)臨界判據(jù)為：合成反射率 ＞25dBz,回波頂高 ＞4.5Km,水平尺度 ＞5Km,V IL值 ＞8 kg/m2(垂直累積液態(tài)水含量),持續(xù)時間 ＞10min,強中心強度 ＞30dBz,強天氣概率 ＞10。作業(yè)用彈量：當(dāng)云體 ＜50Km2時,宜發(fā)射 25～35發(fā)或火箭 1枚;當(dāng)云體 ＞50Km2時,宜發(fā)射 35～45發(fā)或火箭 2枚。

4 效益收集分析

每次作業(yè)后,必須收集影響區(qū)域內(nèi)的雨量,詳細登記,并進行效益分析,總結(jié)經(jīng)驗,盡可能提高增雨效果。安化縣 2000—2009年人工增雨的數(shù)據(jù)見表 1(2002、2004、2006年未開展 )。

表 1 安化人工增雨效率情況

表 1是從炮點所在鄉(xiāng)鎮(zhèn)的效率證明中統(tǒng)計出來的,不包括柘溪、東坪、朱溪口、廖家坪、將軍等電站的發(fā)電效益,據(jù)省人影辦的評估,開展人工增雨作業(yè),可使電站增加 822.58萬元的效益,且不含生態(tài)效益和社會效益。

5 存在的主要問題

①是沒有建成人工影響天氣作業(yè)的指揮系統(tǒng)。人影作業(yè)指揮系統(tǒng)能大大提高作業(yè)時效和作業(yè)效果,減少一些不必要的炮彈浪費,在作業(yè)過程中不能及時抓住時機,影響作業(yè)效果。

②是技術(shù)亟待提高、人員素質(zhì)尚需加強。多年來人影作業(yè)基本上還是以氣象員的經(jīng)驗為主,對氣象指揮員的要求較高,現(xiàn)有三七高炮和火箭作業(yè)系統(tǒng)還不能完全滿足人影工作長足發(fā)展的需要。

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1003-6598(2010)增刊-0199-02

2010-09-10

諶雙軍 (1972-),男,助工,主要從事業(yè)務(wù)和分管業(yè)務(wù)工作。