甘孜州70周年大慶活動人工消雨天氣分析

羅竟成 洛絨德吉 趙敏

摘要 本文利用常規(guī)氣象資料、新一代天氣雷達、衛(wèi)星等探測資料，分析總結(jié)2020年9月17日天氣形勢和消雨作業(yè)經(jīng)驗，結(jié)果表明：受高空低槽東移、兩高間切邊線、地面較強冷空氣和副高阻擋共同影響，配合高能高濕、較強上升運動及地面輻合線使此次甘孜州降水范圍廣、持續(xù)時間長。人工消雨作業(yè)使得保護區(qū)降水提前停止，保證了慶典活動順利開展，利用預(yù)報和人工影響天氣手段可提高應(yīng)對突發(fā)事件的氣象保障能力。

關(guān)鍵詞 人工消雨;氣象保障;天氣形勢

中圖分類號：P458 文獻標(biāo)識碼：B 文章編號：2095–3305（2021）04–0080–03

人工影響天氣是指在適當(dāng)條件下通過科技手段對局部大氣的宏微觀物理過程進行人工影響，實現(xiàn)增雨雪、防雹、消雨、消霧、防霜等，從而達到合理利用天氣資源和防災(zāi)減災(zāi)目的[1]。2008年的北京奧運會和殘奧會，以及在一些重大氣象保障任務(wù)中，人工消雨扮演著重要角色。2020年9月17日上午甘孜藏族自治州建州70周年慶?；顒釉诳刀≈嘏e行，來自中央、省、周邊各市（州）以及各個行業(yè)各界嘉賓和群眾齊聚康定，共襄一場規(guī)模空前的慶祝盛會。根據(jù)天氣預(yù)報分析，17日上午康定市有小到中雨，雨量在5 mm左右[2-4]。為建州慶?；顒觿?chuàng)造了良好天氣條件，甘孜氣象服務(wù)貫穿始終，氣象局上下聯(lián)動、密切配合，有力、有序、有效組織州縣人影辦于16日20：51～17日00：00在康定市上游區(qū)域12個作業(yè)點，利用13套設(shè)備共實施3輪40余次人工消雨作業(yè)，發(fā)射火箭彈331枚。省政協(xié)副主席、甘孜州委書記劉成鳴高度肯定此次州慶氣象保障服務(wù)工作，州氣象局獲“慶祝甘孜藏族自治州成立70周年活動先進集體”稱號。

1 天氣實況

9月16日08：00～17日08：00，甘孜州共460個降水監(jiān)測站點出現(xiàn)降水，占甘孜州總站點數(shù)的94%，其中大雨93站，暴雨70站，大暴雨1站（九龍縣魁多鎮(zhèn)，降水量52.9 mm），降水大值區(qū)以片狀出現(xiàn)在該州東部。主要降水時段為16日20：00～17日03：00，1 h降水量≥10.0 mm的站點共15個，≥15.0 mm的站點只有1個，康定市降水量26.3 mm，降水主要在16日22：00～17日02：00，在17日03：00時，降水0.6 mm以后停止。通過分析可知，降水大值區(qū)主要位于康定北部和東部上游地區(qū)，人工消雨開始時降水逐漸增大，人工消雨結(jié)束3 h后，降水減弱直到停止。

2 環(huán)流形勢

500 hPa上，9月16日08：00，中高緯為兩槽一脊環(huán)流形勢，東亞大槽后部位于烏拉爾山至天山的西北氣流引導(dǎo)冷空氣南下，該州為位于印度半島與華南地區(qū)兩高壓之間波動偏西氣流，州內(nèi)T-Td≤1，青海地區(qū)有≥3℃負變溫區(qū)，20：00時偏北氣流南下，與副高北側(cè)西南氣流在紅原-甘孜-昌都形成切變，偏北氣流所引導(dǎo)冷空氣使我州由08：00時正變溫轉(zhuǎn)變?yōu)樨撟儨貐^(qū)。同時，位于華南地區(qū)副高對南下偏北氣流產(chǎn)生阻擋作用使得在我州的切變線停滯在30°N附近。700 hPa上，16日川渝地區(qū)偏東氣流利于引導(dǎo)盆地水汽和冷空氣影響甘孜州東部，20：00時州南部輻合風(fēng)力進一步加強，為州南部、東部低海拔地區(qū)對流天氣提供了良好的動力條件[2]。

地面變溫變壓顯示冷空氣9月15日前在蒙古地區(qū)堆積，16日暴發(fā)南下，16日18：00時由青海經(jīng)偏北路徑影響甘孜州北部，16日20：00，經(jīng)盆地由偏東路徑影響州東部。地面風(fēng)場上，16日16：00，州東部形成風(fēng)場輻合，東部降水開始，20：00時輻合風(fēng)力進一步增大，州東部降水大范圍增強，17日03：00，輻合消散，過程趨于結(jié)束。

3 不穩(wěn)定條件

甘孜站探空分析顯示（圖1），9月16日08：00時濕層深厚，700～650 hPa存在逆溫層，有利于不穩(wěn)定能量的集聚。低層為弱東風(fēng)，到650 hPa轉(zhuǎn)為偏西風(fēng)，風(fēng)隨高速順轉(zhuǎn)，有弱的暖平流。20：00時低層為暖平流，高層為冷平流，上干冷下暖濕的層結(jié)，具有較好熱力條件，有利于深厚和有組織性的對流形成。巴塘站探空資料分析顯示，巴塘站大氣層結(jié)不穩(wěn)定，為上干下濕的垂直結(jié)構(gòu)，有利于不穩(wěn)定能量積累，至20：00時，隨著不穩(wěn)定能量釋放，層結(jié)趨向穩(wěn)定。

4 衛(wèi)星云圖演變特征

9月16日18：00，州北部、東部由不同的對流云團組成切變云系，對流云團有清晰的中心和邊界，20：00時隨著近地面輻射增溫，對流云團在高空切變線位置附近加強合并，整體呈西北-東南向。隨著北部北風(fēng)加強，云系向南移動，亮溫梯度大值區(qū)也向南發(fā)展。17日00：00，切變線云系北側(cè)逐漸消散，而南側(cè)發(fā)展依舊強盛且少動，這就給州內(nèi)30°N附近帶來持續(xù)強降水。雅江、道孚、康定、九龍等地發(fā)射了碘化銀火箭彈，使得對流云團中相應(yīng)地區(qū)產(chǎn)生降水，云團提前消散快速向東南向移動[3]。

5 雷達回波特征

由雷達監(jiān)測可見，雷達回波分為明顯兩個階段，第一階段9月16日14：00～19：00，第二階段16日19：00～17日03：00。第一階段為強對流單體生成合并階段，第二階段為層狀云降水階段。

5.1 第一階段

甘孜雷達地理位置特殊，因地形阻擋作用，雷達產(chǎn)品能更好地反映出整層降水粒子強度，所以雷達反射率本文選用組合反射率。16日14：00時，根據(jù)組合反射率（圖2a），州內(nèi)分別有對流回波生成，理塘、道孚、康定分別有一個對流核，其中位于道孚的對流云反射率最大，達57 dBZ。15：57時，圖2a中的B、C對流云團向東南方向移動（圖2b），減弱消散，A對流云團向東南方向移動發(fā)展，到達道孚與康定邊界，其最大回波強度達68 dBZ，對應(yīng)的道孚協(xié)德鄉(xiāng)產(chǎn)生12.2 h/mm降水，在雅江生成新的對流云團，中心強度達65.5 dBZ，雅江也產(chǎn)生了最大13.5 h/mm降水。16：20時，圖2b中的A對流回波逐漸與上游的多個小對流單體合并為西北東南向的線性回波（圖2c），位于康定北部的對流核中心強度達64 dBZ。19：00時，對流云團逐漸減弱（圖2d），形成以層狀云為主的降水回波，最大反射率也降為48 dBZ以下。

16日15：57時，雷達速度場上整體以偏西氣流為主，在盛行西風(fēng)中有東西風(fēng)的輻合，回波頂高產(chǎn)品中雅江地區(qū)回波頂高度達16.6 km，說明此地區(qū)云團發(fā)展旺盛，后期頂高大值區(qū)向南移動，且逐漸降低。垂直可降水量分析在道孚南部、雅江及理塘和雅江交界處有≥20.0 kg/m2，1 h降水回波產(chǎn)品在道孚-康定，理塘-雅江，理塘分別顯示有一條西北-東南向的強降水帶，其中理塘南部的降水大值區(qū)達33 mm/h。

5.2 第二階段

此階段反射率以雷達站為中心向外減弱，反射率中心最大值降低到40 dBZ以下，以層狀云降水為主，17日00：00，A、B兩處回波迅速衰減區(qū)與云圖同時刻梯度區(qū)相對應(yīng)（圖3a）。在01：00，前一時刻出現(xiàn)在圖a的A、B兩處反射率低值區(qū)隨著后部降水粒子?xùn)|移，逐漸填塞消失（圖3b）。由此可見，上述幾個地區(qū)由于人工消雨使得水汽降落在人工作業(yè)區(qū)附近，使得降水粒子在對應(yīng)區(qū)域耗散。在03：00時，圖3c反射率因子進一步向雷達站減弱收縮，降水趨于結(jié)束。

從17日23：48時的速度圖上，可以看到零徑向速度呈S行（圖4），說明風(fēng)隨高度順轉(zhuǎn)有暖平流。隨后入流、出流速度中心的風(fēng)速減小，低層零速度線曲率變小，說明暖平流開始消失，回波強度逐漸減弱，除南部有弱降水外，降水趨于結(jié)束。

6 結(jié)論

（1）16日20：51～17日00：00，在康定市上游區(qū)域12個作業(yè)點完成40余次人工消雨作業(yè)后，使得保護區(qū)降水提前停止，保證了慶典活動順利開展。（2）受高空低槽東移、兩高間切邊線、地面較強冷空氣和副高阻擋共同影響，配合高能高濕、較強上升運動及地面輻合線，使此次甘孜州降水表現(xiàn)為范圍廣、持續(xù)時間長的特點。（3）人工消雨作業(yè)后，作業(yè)區(qū)域衛(wèi)星云圖的云頂亮溫與雷達圖上回波強度、云頂高度明顯遞減，利用衛(wèi)星、雷達參數(shù)驗證了消雨作業(yè)成效，充分證明利用預(yù)報和人工影響天氣手段可以提高應(yīng)對突發(fā)事件的氣象保障能力。

參考文獻

[1] 李宏宇，馬建立，馬永林，等.北京2008年奧運會開幕日云、降水特征及人工影響天氣作業(yè)分析[J].氣候與環(huán)境研究， 2011，16（2）：175-187.

[2] 張薔，何暉，劉建忠，等.北京2008年奧運會開幕式人工消減雨作業(yè)[J].氣象， 2009，35（8）：3-15.

[3] 白婷，黃毅梅，樊奇.河南一次降水天氣過程人工增雨作業(yè)條件綜合分析[J].氣象，2020，46（12）：1633-1640.

責(zé)任編輯：黃艷飛