南開合興一次人工防雹個例分析

中圖分類號：P482 文獻標志碼：B 文章編號：2095-3305（2025）05-0317-03

風雹，這一由強風裹挾冰雹形成的短時強災(zāi)害天氣現(xiàn)象，其突發(fā)性和巨大的破壞力嚴重威脅農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、建筑安全、電力供應(yīng)、交通運輸乃至人民生命財產(chǎn)安全。在全球氣候變化的背景下，極端天氣事件頻發(fā)，風雹災(zāi)害的發(fā)生頻率與強度更是呈現(xiàn)出令人擔憂的上升趨勢。面對這一嚴峻挑戰(zhàn)，人工防雹技術(shù)的研究與應(yīng)用顯得尤為重要，它不僅是減輕自然災(zāi)害影響、保障經(jīng)濟社會穩(wěn)定的有力保障，還是現(xiàn)代氣象科學應(yīng)對氣候變化挑戰(zhàn)的重要體現(xiàn)。

1研究背景

人工防雹技術(shù)，作為氣象防災(zāi)減災(zāi)領(lǐng)域的一項重要科技手段，其發(fā)展歷程凝聚了無數(shù)學者的智慧與汗水。國內(nèi)外學者對冰雹形成機理進行了深人研究，例如，蔣瑛等[研究發(fā)現(xiàn)，各種水成物有利的空間分布是雹粒增長的物質(zhì)基礎(chǔ)，且上升氣流與水汽相變之間存在一個正反饋效應(yīng)，冰雹粒子主要以霰粒子為胚胎進行增長，增長方式以霰自動轉(zhuǎn)化成雹為主；劉春文等2對云南2016年7月11日一次冰雹云過程進行了數(shù)值模擬研究，研究結(jié)果表明，該次過程雹/霰胚的主要生成來源為過冷雨滴的概率凍結(jié)，其貢獻率高達 95% ，而冰晶與雨滴碰撞凍結(jié)產(chǎn)生的雹/霾胚僅占5% ，這一發(fā)現(xiàn)與國際上以及我國其他地區(qū)冰雹/霾胚生成機制及其凍滴貢獻比例存在顯著差異;郭欣等[3]利用可模擬冰雹尺度的三維冰雹分檔對流云模式，研究了2014年7月16日北京一次大冰雹天氣的形成過程，此次冰雹天氣過程的地面降雹最大尺度為 7cm ，對流有效位能較大，具有上干下濕的大氣層結(jié)條件。數(shù)值模擬的冰雹云頂高度達 13km ，與雷達觀測比較一致，模擬的最大上升氣流達 30m/s 由于風切變較大，冰雹云出現(xiàn)明顯傾斜垂直結(jié)構(gòu)，使冰雹云持續(xù)時間較長。

以上學者的研究揭示了冰雹云微物理過程的復雜性與多樣性，同時有學者提出了多種針對性的防雹策略與技術(shù)方法。例如，熱孜亞·克比爾等4利用X波段雙偏振多普勒雷達對2021年6月13日阿克蘇地區(qū)溫宿縣強冰雹天氣過程進行了分析，并提出了提高人工影響天氣指揮作業(yè)效率的策略；楊隆輝等[5-8]利用人工防雹作業(yè)點的地理信息、雷達回波資料、探空資料等，結(jié)合人工防雹理論，對冰雹云作業(yè)部位、火箭彈發(fā)射角度及作業(yè)用彈量技術(shù)方法進行了初步分析。

以2023年7月22日貴州省六盤水市鐘山區(qū)南開鄉(xiāng)合興村的風雹災(zāi)害為例，通過對現(xiàn)場調(diào)研數(shù)據(jù)的詳細分析，結(jié)合雷達回波圖的實時監(jiān)測及防雹作業(yè)情況，對此次災(zāi)害進行全面分析。

2天氣過程概況

2.1天氣系統(tǒng)分析

2023年7月22日午后，受高空槽和中低層切變的共同影響，鐘山區(qū)自西向東出現(xiàn)大范圍強降雨過程，降雨過程伴隨短時強降水、局地大風和冰雹等強對流天氣。

2.2 雷達回波演變

圖1展示了15：53＼～16：39組合反射率的演變過程。從組合反射率圖來看，受地面輻合線的誘發(fā)及納雍境內(nèi)強單體擾動影響，從15：53開始，在鐘山區(qū)南開鄉(xiāng)合興村有一塊狀局地回波生成，15：59回波面積迅速擴大，16：05合興村局地生成的對流單體同納雍境內(nèi)強單體合并，并逐漸向南開合興炮站南面南開鄉(xiāng)政府、南開鄉(xiāng)中學一線移動。16：10后，壩田西面回波開始向合興回波合并，同時回波反射率達到最強 （70dBz ）。16：16＼～16：27，影響南開合興的強對流天氣回波一直維持在 65dBz 及以上的強值區(qū)，隨后，16：33＼～16：39，超級單體逐漸減弱東移。

3現(xiàn)場受災(zāi)及降雹情況

3.1 受災(zāi)情況

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)研，大風導致農(nóng)作物倒伏、樹木折斷，小冰雹對烤煙煙葉造成嚴重損害，部分煙葉被擊落或擊穿。農(nóng)作物倒伏方向較為一致，顯示出強風的主導作用。

3.2 降雹情況

當?shù)胤答侊@示，16：30＼～16：40突發(fā)了一場強烈的冰雹天氣。這場突如其來的自然災(zāi)害給當?shù)剞r(nóng)業(yè)帶來了較大的沖擊，尤其是以烤煙種植為主的區(qū)域受損尤為嚴重（圖2）。此次冰雹的最大直徑達到 5mm ，每平方米落下了約50粒冰雹。此次風雹災(zāi)害共造成約 333hm² 的烤煙田遭受不同程度的損失。

4災(zāi)害天氣形成的主要原因

4.1超級單體發(fā)展合并移動

通過雷達回波圖可以看出 （圖3），在這次強對流天氣過程中，回波單體具有典型的超級單體特征，包括穹頂和懸垂結(jié)構(gòu)、低層的有界弱回波區(qū)域，以及高達70dBz 的回波反射率。超級單體在發(fā)展合并和移動過程中產(chǎn)生了局地強對流現(xiàn)象，這被認為是引發(fā)冰雹災(zāi)害的主要因素之一。

4.2復雜地形地貌作用

該地區(qū)三面環(huán)山，地形地貌復雜，地形的阻礙和摩擦差異形成的繞流、穿谷流及越山氣流對背風坡的輻合線觸發(fā)超級單體的形成、維持和發(fā)展起到了重要作用。

5人工影響天氣作業(yè)

5.1 作業(yè)流程

市人工影響天氣指揮中心自14：54起啟動天氣分析流程，實時推送強對流回波監(jiān)測圖像至協(xié)同工作群組，并同步開展多層級調(diào)度，聯(lián)動下轄縣局部署應(yīng)急響應(yīng)。15：57，鐘山區(qū)氣象局轉(zhuǎn)發(fā)雷電黃色預警信號，明確提示強對流天氣風險及防范要點。16：30，合興人工增雨防雹作業(yè)站按流程申報空域使用申請，經(jīng)相關(guān)部門審批，于16：31獲準開展人工影響天氣作業(yè)，累計發(fā)射人雨彈25發(fā)。

5.2 作業(yè)效果評估

（1）物理檢驗。從雷達HI產(chǎn)品演變可見，作業(yè)前風暴I5的最大預期冰雹尺寸（MEHS）較大，作業(yè)后逐漸降低。特別是作業(yè)后不久，“”的強冰雹標志變?nèi)鯙? Δ ”，表明降雹概率顯著降低。盡管PUP的HI產(chǎn)品可能因掃描時冰雹位置偏高而過大估計實際尺寸，但總體而言，作業(yè)有效降低了形成大冰雹的概率。

（②總體效果。雖然南開合興地區(qū)遭受了約 333hm² 烤煙損失，人影但得益于周邊作業(yè)站點的聯(lián)防作業(yè)，南開后壩田等重要煙區(qū)未受影響，減損面積超過 133hm² 。這表明人影作業(yè)在此次防災(zāi)減災(zāi)工作中發(fā)揮了積極作用。

6結(jié)束語

此次南開合興人影防雹作業(yè)雖然未能完全避免災(zāi)害損失，但有效降低了冰雹災(zāi)害的嚴重程度。通過深入分析天氣背景、受災(zāi)情況及作業(yè)效果，總結(jié)了2023年7月22日鐘山區(qū)南開鄉(xiāng)合興村發(fā)生的強對流天氣過程，為未來類似天氣條件下的防災(zāi)減災(zāi)工作提供參考。未來，隨著科技的不斷進步，氣象觀測、預測技術(shù)將日益完善，人工防雹技術(shù)必將在防災(zāi)減災(zāi)領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用。

參考文獻

[1]蔣瑛，朱克云，張杰.貴州地區(qū)冰雹云微物理過程及發(fā)展機制數(shù)值模擬研究[J].氣象，2016，42（8）：920-933.

[2]劉春文，郭學良，段瑋，等.云南一次典型降雹過程的冰雹微物理形成機理數(shù)值模擬研究[J].大氣科學，2021，45（5）：965-980.

[3]郭欣，郭學良，陳寶君，等.一次大冰雹形成機制的數(shù)值模擬[J].應(yīng)用氣象學報，2019，30（6）：651-664.

[4]熱孜亞·克比爾，劉新強，米日芭奴·艾則孜，等.一次天氣過程分析及提高人工影響天氣指揮作業(yè)效益的策略[J].農(nóng)業(yè)災(zāi)害研究，2021，11（11）：87-88.

[5]楊隆輝，卜銀軍，沈永生，等.三明地區(qū)火箭人工防雹作業(yè)技術(shù)應(yīng)用分析[J].海峽科學，2022（5）：45-48.

[6]陳熙航，王然，羅小杰，等.基于雙偏振雷達產(chǎn)品人工防雹作業(yè)指標研究[J].農(nóng)業(yè)災(zāi)害研究，2024，14（3）：143-145.

[7]鹿原，周筠珺，鄒書平，等.威寧一次單體雹暴防雹作業(yè)的宏微觀物理響應(yīng)特征分析[J].成都信息工程大學學報，2024，39（4）：442-451.

[8]王菲，楊芳園，方夏馨.昆明市一次人工防雹作業(yè)情況及其效果分析[J].海峽科學，2023，（9）：10-15，45.