WR-98型新型火箭與37高炮在人工影響天氣應(yīng)用中的對(duì)比

高艷平

摘 要：將WR-98型新型火箭與“37”高炮2種人工影響天氣作業(yè)工具的主要性能、技術(shù)參數(shù)加以對(duì)比，根據(jù)天氣狀況結(jié)合運(yùn)城市工作實(shí)際情況，合理使用人工影響天氣作業(yè)裝備，實(shí)行科學(xué)化作業(yè)，使現(xiàn)有人工影響天氣作業(yè)工具發(fā)揮最佳效能，提高人工影響天氣作業(yè)效益。

關(guān)鍵詞：新型火箭;“37”高炮;對(duì)比效益

中圖分類號(hào)：S16

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20190930053

1?概況

運(yùn)城市自然氣候十年九旱，針對(duì)旱災(zāi)和雹災(zāi)，市委市政府高度重視，加大人影隊(duì)伍建設(shè)，利用氣象現(xiàn)代化建設(shè)成果，積極開展人工影響天氣作業(yè)，將人工增雨和人工防雹作為農(nóng)業(yè)防災(zāi)減災(zāi)的重要措施來抓。氣象部門需要應(yīng)用人工影響天氣工作，幫助各行各業(yè)克服氣象災(zāi)害，讓各行各業(yè)能夠在適宜的氣象環(huán)境下開展生產(chǎn)活動(dòng)。隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人工影響天氣工作對(duì)作業(yè)的安全性和科學(xué)性要求也越來越高，因此，根據(jù)常用作業(yè)工具的不同特點(diǎn)，對(duì)其在運(yùn)城市人工影響天氣應(yīng)用中的功能與效益做對(duì)比分析是十分必要的。

運(yùn)城市現(xiàn)有“37”高炮65門，新型火箭發(fā)射系統(tǒng)10部。由于受到自然氣候條件和地方經(jīng)濟(jì)等多種因素的制約，高炮主要集中分布在臨猗、萬榮、永濟(jì)等易發(fā)生雹災(zāi)的縣區(qū)，火箭發(fā)射系統(tǒng)則大多集中在干旱較嚴(yán)重的地區(qū)，這種相對(duì)合理的配置已基本覆蓋了全市果業(yè)產(chǎn)區(qū)和經(jīng)濟(jì)作物區(qū)。

2?作業(yè)工具對(duì)比

2.1?技術(shù)參數(shù)對(duì)比

人工影響天氣作業(yè)工具射擊仰角范圍一般在40°～85°之間，但在實(shí)際工作中，要根據(jù)催化云層性狀等條件來判斷。射角過高，距離近，影響的范圍過小;射角過低，催化劑播撒高度不夠，不能正常發(fā)揮作用，因此對(duì)比分析都取射擊仰角在45°～70°之間來進(jìn)行。

2.1.1?影響范圍對(duì)比

新型火箭沿彈道軌跡線源催化，其播撒路徑長，從表1可以看出，火箭的催化播撒弧度可達(dá)5km，“37”高炮采用點(diǎn)爆式播撒催化，它的催化劑播撒弧度小于0.1km，由此可以看出，火箭的播撒弧度是高炮播撒弧度的50倍。

2.1.2?催化能力比較

WR-98型火箭選用中國氣象科學(xué)研究院和北京理工大學(xué)聯(lián)合研制的BR-91-Y型高效AgI焰劑，工藝性能良好。經(jīng)云室測(cè)定表明：在-8～-10℃溫度條件下，AgI的成核率達(dá)到1015/g，如果按1枚火箭彈攜帶10gAgI計(jì)算，則在溫度為-10℃的條件下，可產(chǎn)生的冰核數(shù)目比1發(fā)83型三七高炮彈高6個(gè)量級(jí)。

火箭作業(yè)覆蓋面積大，作業(yè)高度高，且線源擴(kuò)散效果好，對(duì)大范圍天氣過程有顯著效果，適用于大范圍的人工增雨（雪）作業(yè)。山西運(yùn)城地區(qū)的WR-98火箭發(fā)射系統(tǒng)大多為車載式或拖車式，具有機(jī)動(dòng)性好、靈活作業(yè)等特點(diǎn)，故用于突發(fā)事件應(yīng)急或者局地補(bǔ)盲等局地臨時(shí)性作業(yè)較多。因?yàn)榛鸺捎玫氖菃我徊ト龃呋瘎┑姆绞?，所以?duì)云體的催化效果有一定滯后性。

“37”高炮既具有火箭作業(yè)的一般特性，也具有其特殊性。從傳統(tǒng)的角度來說，“37”高炮具備了火箭作業(yè)的工作原理。“37”高炮應(yīng)用攜帶催化劑的炮彈作為催化劑，應(yīng)用催化劑與云層的相互作用改變?cè)瓉淼奶鞖鈿庀?，?yīng)用催化劑產(chǎn)生的垂直效應(yīng)和輻射效應(yīng)來改變天氣氣象。“37”高炮的特殊性在于其撒播方式造成的催化效果為定點(diǎn)快，形成的效果容易預(yù)測(cè)，催化效果十分顯著。因?yàn)榫哂羞@樣的特點(diǎn)，所以“37”高炮適用于流動(dòng)性的天氣中。隨著社會(huì)向前發(fā)展，人們優(yōu)化了“37”高炮的作業(yè)方式、運(yùn)輸方式，并精確了其計(jì)算方式，目前這種作業(yè)方式被廣泛使用。

2.3?實(shí)際工作可行性對(duì)比

由于受地方經(jīng)濟(jì)限制，各地財(cái)政對(duì)人工影響天氣工作投入力度大不相同。從實(shí)際情況出發(fā)，防雹工作需要過量播撒才能形成有效競(jìng)爭機(jī)制，而“37”炮彈與新型火箭彈價(jià)位相差十倍以上，這也是一些貧困地區(qū)選擇作業(yè)工具時(shí)考慮的因素之一。

3?在人工影響天氣應(yīng)用中的效益對(duì)比

3.1?人工增雨

“37“高炮對(duì)層狀云作業(yè)后降水的效果幾乎不明顯，高炮作業(yè)后，雨強(qiáng)沒有明顯的變化，有的甚至根本無雨。

WR-98新型火箭，由于成核率高且線源播撒催化面積大，人工冰核擴(kuò)散充分，在作業(yè)后，增雨效果非常明顯，雨強(qiáng)明顯加強(qiáng)。在多次增雨及森林滅火作業(yè)中，新型火箭優(yōu)越的機(jī)動(dòng)能力與明顯有效的增雨能力，得到充分的展示。

2017年8月5日17∶35，位于山西省運(yùn)城市南城鄉(xiāng)小李村一帶發(fā)生森林火災(zāi)，氣象部門抓住8月7日有利的作業(yè)時(shí)機(jī)，實(shí)施開展人工增雨作業(yè)，共發(fā)射WR-98型增雨火箭彈22枚，增雨效果明顯，根據(jù)雨量站反饋的數(shù)據(jù)顯示，增雨作業(yè)后城區(qū)雨量達(dá)到2.4mm，火場(chǎng)附近區(qū)域降雨量達(dá)到了6.2mm。使用WR-98增雨火箭進(jìn)行人工增雨作業(yè)為這次森林火災(zāi)撲滅工作做出了重要貢獻(xiàn)，由于成效顯著，人工增雨助力撲滅森林火災(zāi)工作得到市委、市政府及森防指揮部的高度評(píng)價(jià)。

3.2?人工防雹

在開展人工防雹工作時(shí)，有時(shí)會(huì)遇到流動(dòng)性天氣。流動(dòng)性天氣是可以應(yīng)用稠度測(cè)定儀檢測(cè)出來的，一般來說，稠度測(cè)定值越大，天氣的流動(dòng)性越強(qiáng)。在天氣出現(xiàn)流動(dòng)性較大的情況下，應(yīng)用普通火箭作業(yè)的方式來干預(yù)冰雹的形成會(huì)存在一些問題。在開展人工防雹工作中，經(jīng)常要應(yīng)用雷達(dá)來捕捉冰雹的形成。由于受到環(huán)境與技術(shù)的限制，雷達(dá)在接受反饋波時(shí)，容易產(chǎn)生數(shù)據(jù)延時(shí)。此時(shí)，如果依雷達(dá)提供的數(shù)據(jù)來完成火箭爆炸作業(yè)，那么當(dāng)火箭完成爆炸以后，有一部分的流動(dòng)已經(jīng)轉(zhuǎn)移，即不在火箭爆炸的影響范圍內(nèi)。此時(shí)，就會(huì)造成火箭爆炸不能完全干預(yù)冰雹形成的問題。“37”高炮具有爆炸和催化2項(xiàng)功能。當(dāng)“37”高炮完成作業(yè)以后，會(huì)釋放催化劑，即使空中的云層存在對(duì)流，這些流云也會(huì)吸收催化劑。當(dāng)然，流云吸收催化劑的過程是緩慢的?，F(xiàn)將“37”高炮影響的范圍分為爆炸影響范圍內(nèi)和影響范圍外。在爆炸影響范圍內(nèi)的流云，受爆炸的影響，該區(qū)域內(nèi)會(huì)受到爆炸的影響，流云迅速發(fā)生變化，于是在數(shù)分鐘內(nèi)，冰雹便會(huì)形成降雨。而在區(qū)域范圍外，吸收了催化劑的流云，會(huì)緩慢的發(fā)生變化，在移動(dòng)了一定的距離，逐漸受到催化作用以后，也會(huì)變成降雨。在開展人工防雹作業(yè)時(shí)，“37”高炮是非常適合來完成作業(yè)的。

2016年6月4日16∶06，從陜西省移動(dòng)過來的強(qiáng)回波進(jìn)入山西省臨汾運(yùn)城交界處的鄉(xiāng)寧縣和河津市，該對(duì)流回波發(fā)展迅速，16∶18進(jìn)入萬榮縣后，回波面積增大，強(qiáng)度增強(qiáng)，16∶30出現(xiàn)典型的冰雹云的重要識(shí)別和預(yù)警指標(biāo)“V型缺口”，17∶12強(qiáng)回波南移進(jìn)入臨猗縣境內(nèi)，回?fù)軓?qiáng)度躍增至68dBz，同時(shí)出現(xiàn)了鉤狀回波;17∶48 強(qiáng)回波的移動(dòng)路徑改變?yōu)橄驏|移動(dòng)，18∶36永濟(jì)市上空出現(xiàn)了52dBz的強(qiáng)回流回波，向東南偏南移動(dòng)。針對(duì)發(fā)生的天氣變化，運(yùn)城局先后積極組織各個(gè)縣局開展了5次大規(guī)模的防雹作業(yè)，特別是萬榮、臨猗、夏縣局在開展防雹作業(yè)過程中嚴(yán)密監(jiān)視天氣變化，提前向各炮手發(fā)短信預(yù)警，指揮開展防雹作業(yè)，累計(jì)發(fā)射37防雹炮彈2877發(fā)，由于萬榮、臨猗、在冰雹發(fā)生時(shí)及時(shí)使用“37高炮”進(jìn)行防雹作業(yè)，有效地減輕了冰雹的影響，降低了農(nóng)作物的經(jīng)濟(jì)損失。

4?小結(jié)

WR-98新型火箭，由于成核率高且線源播撒催化面積大，人工冰核擴(kuò)散充分。所以在人工增雨方面效果明顯。

“37”高炮采用的是爆炸式與點(diǎn)式催化方式進(jìn)行人工影響天氣，通過斷續(xù)的爆炸產(chǎn)生的沖擊波來抑制冰雹云中的上升氣流，使云中已形成的冰雹或大滴無法持續(xù)得到上升氣流的沖頂支撐而下落。因此，爆炸防雹主要原理是泄雹降水的原理。

火箭具有成核率高、播撒面積廣的特點(diǎn)，“37高炮”既具有空氣動(dòng)力擾動(dòng)，又有催化劑播撒效果，如果“37”高炮、火箭能合理配置，充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，在高炮固定增雨防雹網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上配合火箭機(jī)動(dòng)作業(yè)，互為補(bǔ)充，可以使人工影響天氣工作發(fā)揮出更大效益。

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