邵阳市烟叶主产区雹云特征与炮点布点作业研究

罗龙友 张钊 张俊利 陈青 赵子琳

摘 要：本文利用2012-2017年8次冰雹过程多普勒雷达资料，邵阳市8次冰雹灾害实况，探讨了冰雹过程特征，分析研究了冰雹云单体移动路径，以及强冰雹发生时典型冰雹特征，并对邵阳市烟叶主产区防雹炮点布点作业方案作出初步探讨。

关键词：雷达资料；冰雹云移动路径；防雹炮点布点

中图分类号：S572.01 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）22-0228-03

冰雹是邵阳市的主要气象灾害之一，多发生在春季和初夏，对烤烟生产危害巨大。冰雹具有发生范围小、持续时间短、突发性强、破坏力大等特点。分析冰雹云的回波特征和移动路径，可以为人工防雹作业提供指标。目前国内许多台站[1-9]对冰雹云个例的探测资料进行了分析研究，许多研究人员对此进行了一系列的研究，为冰雹的实时监测和短时预报预警及防雹提供了理论依据。

邵阳市烟叶主产区主要位于邵阳县、隆回、新宁、新邵等县。邵阳市新一代多普勒天气雷达在2009年建设完成并投入使用，本文对雷达投入使用以来邵阳市8次冰雹天气过程的多普勒雷达资料进行分析总结，归纳总结冰雹的雷达预警指标，对8次冰雹云的移动路径进行了统计分析，并对邵阳市烟叶主产区防雹炮点布点作业方案作了初步探讨。

1 资料来源

本文研究区域为邵阳市烟叶主产区，邵阳市烟叶主产区主要位于邵阳县、隆回、新宁、新邵等县。本文选取邵阳市新一代多普勒天气雷达资料，共选取20120410、20120412、20120430、20130320、20130322、20140326、20170419、20170503等共8次冰雹个例雷达资料，对雷达资料进行详细分析探讨，找出冰雹云移动路径规律，以及冰雹典型雷达回波特征，参考2012-2017年防雹作业情况，对烟叶主产区防雹炮点布点方案进行总结归纳。

2 冰雹概况

通过对8次冰雹过程概况归纳总结，8次冰雹过程降雹时段主要出现在午后到晚上，其中有7次过程均出现在午后至傍晚前后，有1次过程（20130319）出现在凌晨前后；从影响区域来看，冰雹影响区域最多的县为邵阳县4次、隆回3次，洞口、武冈、绥宁、新宁、邵东各出现1次冰雹天气；从直接经济损失来看，最多为20130320达到9960万元，其次为20120410为6600万元，第三为20120412达到2585万元，20120430过程造成邵东县1376.1万元，20130322、20170419、20170503三次冰雹过程造成的直接经济损失在100-215万元，20140326过程直接经济损失不详；从过程最大雹径来看，20120412过程中绥宁和新宁雹径最大分别达到50mm和40mm，其次为2012410过程中隆回县雹径达到30mm，20120412过程的武冈、20120430过程邵东、20140326邵阳县雹径均达到20mm，<20mm的雹径有20120410邵阳县14mm、20130320城步12mm、20130322隆回15mm，20130320邵阳县、20170419邵阳县、20170503隆回三次冰雹未收集到相关冰雹直径。见表1。

3 组合反射率因子分析冰雹特征

通过对8次冰雹过程雷达组合反射率因子的发展阶段和移动路径分析，可以看出，对影响我市冰雹云的发生源地，有6次过程出现在怀化地区即在雪峰山的迎风坡，有2次过程发生源地在本市，其中20120430过程发生源地为邵阳县诸甲亭乡，20170419过程发生源地为绥宁县。见表2。

从2012-2017年10个冰雹云单体移动路径来看，冰雹云移动最多的路径就是从怀化地区中部向东跨过雪峰山脉后经过洞口、隆回、邵阳县、邵阳市区，这一近似东西向的冰雹移动路径有5条；冰雹云移动路径其次为邵阳南部地区有3条冰雹云移动路径，有2条从怀化市南部向东经过绥宁、城步、新宁，一条从怀化市南部经过绥宁、武冈、新宁；有1条冰雹云移动路径起源于绥宁向东北方向经过武冈、邵阳县；有1条冰雹云路径最短起源于邵阳县向东经过邵东。从移动路径来看，隆回和邵阳县出现冰雹次数最多，冰雹呈现明显的“线状”特征，其中东西向线状最多有9条，影响的乡镇均在5个以上，东北西南向有2条影响的乡镇在2-3个。冰雹云移动路径示意图如图1。

4 防雹炮点布点及作业方案研究

4.1 炮点布局

炮点布局对防雹效果影响很大，总结2012-2017我市在烟叶主产区防雹作业情况，炮点布设在烟叶主产区冰雹路径的上游，在当地历年冰雹多发区域和冰雹多发路径上，防雹效果较好。根据我市烟叶主产区冰雹云移动路径特征，作业点一般选在烟叶生产区的西面和西南面。

4.2 從冰雹云的先兆特征综合定性指标做好防雹准备工作

总结邵阳冰雹云的特点得出了感冷热、辨风力、看云色、听雷声、识闪电、观物象、参谚语的先兆特征定性指标。冰雹云实际是强积雨云，一次冰雹来临之前，总会有几天晴热高温天气。冰雹大风常结伴而来，有冰雹必有大风，出现大风不一定有冰雹。“黑云黃边子，一定有雹子”，指冰雹云多有颜色发黃，并常常可以听到闷雷或像磨东西似的推磨声。山区冰雹云多为横枝状连续闪电，夜间冰雹云闪电多为红色，“横闪多雹，纵闪多雨”。当出现上述先兆特征时，可做好防雹准备工作。

4.3 从反射率因子变化特征进行作业时机选择

从8次冰雹过程发生时的基本反射率因子的分析可以看出，发生在邵阳县境内的20140326、20170419两次冰雹由于受到雷达静锥区影响，强回波伸展高度在5.6-5.8km，其余冰雹>60dBZ强回波伸展高度在7.5-11.9km，20130320、20170503过程属于强冰雹伴随强降水，有8次冰雹具有悬垂回波特征，有6次冰雹过程均有V型缺口特征，有4次冰雹过程中低层具有钩状回波特征，有4次冰雹出现TBSS特征，有3次冰雹出现旁瓣回波特征。综上，当在我市地区出现高悬强回波，其>60dBZ强回波伸展高度在7.5km以上，伴有TBSS、旁瓣回波、V型缺口、钩状回波、伴随中气旋等特征时，我市可能有冰雹发生。

从反射率垂直剖面图可以看出，冰雹云初始阶段≥45dBZ回波在3-6km高度处形成并在发展过程中的“跃增”阶段是防雹作业的最佳时机。

4.4 选择好作业部位和用弹量

探测和研究表明，冰雹胚胎大多形成于-4℃至-10℃的环境中，人工防雹作业的高度应选择在-6℃层以上。

对不同类型的冰雹云作业应有所不同：

孤立單体：催化应着眼于防止新发展的冰雹云单体中形成冰雹，应选择-6℃层以上高度出现初始回波的新生单体或发展单体的新生部位。

强单体：强单体冰雹云或超级单体冰雹云的作业部位选择冰雹云前部的引导云或前悬回波的前部进行催化，其目的除了争食云内水分、减少冰雹直径外，还试图在上升气流内提前形成降水，以抑制冰雹云的发展。

多单体：不仅对新生单体进行催化作业，而且还应对成熟单体进行作业，催化部位选择在冰雹云前部的新生单体和成熟单体的前部的前悬回波。

许焕斌[10]等人的研究表明，冰雹云中存在一个水平风速等于零的零域区，称之为“穴道”，在“穴道”中小的冰雹胚胎容易长大成冰雹粒子。因此，人工防雹作业应当将人工冰核输送到这一区域，作业部位应选择“穴道”区域。

目力观测时，对流云前部云体翻滚最厉害的部位，它是上升气流部位，是冰雹云的“胚胎帘”，夜间闪电不耀眼，且有横闪的地方处为上升气流最大处。也就是防雹作业的关键部位。云合并处和回头云也是防雹作业的重要部位。

根据专家数值模拟试验，人工防雹用弹量每个雹云单体需要100～300g的碘化银。因此，在空域批复的时间内对于每一个作业雹云尽可能多射击，一般每次可射击50～70发三七高炮弹或6枚左右WR-98型火箭弹。

参考文献

[1]李新麟，郑媛媛，陈金龙，等.CINRAD/CC雷达探测冰雹云特征个例分析[J].气象科技，2007，35（2）：204-208.

[2]张正国，汤达章，邹光源，等.VIL产品在广西冰雹云识别和人工防雹中的应用[J].热带地理，2012，32（1）：50-53.

[3]鲁德金，陈钟荣，袁野，等.安徽地区春夏季冰雹云雷达回波特征分析[J].气象，2015，41（9）：1104-1110.

[4]汤兴芝，黄兴友.冰雹云的多普勒天气雷达识别参量及其预警作用[J].暴雨灾害，2009，28（3）：261-265.

[5]周德平，杨洋，王吉洪，等.冰雹云雷达识别方法及防雹作业经验[J].气象科技，2007，35（2）：258-263.

[6]李金辉，樊鹏.冰雹云提前识别及预警的研究[J].南京气象学院学报，2007，35（2）：114-119.

[7]刘晓璐，周长春.川西南山地冰雹雷达预警指标[J].气象科技，2016，44（2）：252-258.

[8]段鹤，严华生，马学文，等.滇南冰雹的预报预警方法研究[J].气象，2014，40（2）：174-185.

[9]黎霖，谢富友，郑芬，等.多普勒雷达特征参数与短时冰雹临近预警[J].气象研究与应用，2012，33（增刊1）：236-237.

[10]许焕斌，段英，刘海月.雹云物理与防的原理和设计[M].气象出版社，2006，117-127.