阿克苏地区冰雹天气特征与防雹技术探讨

邓志强 吴萍 王拥政

摘要 本文分析了阿克苏地区的冰雹天气成因和特征（冰雹天气的形成原因、地理分布特征、时空统计特征、雹云路径分布特征），以及人影防雹作业中的技术经验（雹云的识别、防雹作业技术），并对阿克苏地区人工防雹工作进行了综合探讨，为保障当地农业生产，提高社会经济效益提供一定的借鉴。

关键词 冰雹;地理时空特征;路径特征;防雹技术;经验

中图分类号：P457.1 文献标识码：A 文章编号：2095–3305（2020）07–0–02

DOI：10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.07.040

Discussion on Hail Weather Characteristics and hail suppression technology in Aksu Area

DENG Zhi-qiang et al （Peoples office of Aksu District， Akesu， Xinjiang 843000）

Abstract In this paper， the characteristics of hail prevention in Aksu are analyzed， and the characteristics of hail prevention， weather and weather are summarized It has played a certain role in hindering local agricultural production and improving social and economic benefits.

Key words Hail; Geographical space-time characteristics; Path characteristics; Hail suppression technology; Experience

新疆阿克蘇地区包括阿克苏市、温宿县、乌什县、柯坪县、阿瓦提县、库车市、新和县、沙雅县、拜城县，是南疆重要的粮、棉产区。因特殊的地理环境，冰雹天气经常发生，雹灾给阿克苏地区农业生产造成了很大的损失。掌握当地冰雹天气的一些规律特征，对阿克苏地区的防灾减灾工作有重要意义。

1 阿克苏地区的冰雹成因和特征

1.1 阿克苏地区冰雹天气的形成原因

阿克苏地区冰雹天气影响因素主要来源于：（1）在巴尔喀什湖附近生成的地面中尺度高压，其前部有时伴有局地地面锋生现象，天气系统自西向东进入新疆后向东、东南方向移动，造成了沿天山一带、阿克苏地区的冰雹天气;（2）巴尔喀什湖以北存在一个强大的锋面气旋，在气旋南部的中亚地区不断有中尺度高压从巴尔喀什湖南部东移进入新疆，中尺度高压前部伴有明显的冷锋，这种类型的中尺度高压常常造成伊犁河谷以南的天山西部到中部的冰雹天气;（3）在南疆西部的喀什、阿克苏地区为一中尺度高压，14∶00最为强盛，这一中尺度高压常造成喀什、阿克苏地区的冰雹天气。

1.2 阿克苏地区冰雹的地理分布特征

1.2.1 阿克苏地区地理特征 阿克苏地区位于天山山脉南麓，塔克拉玛干沙漠北缘，地势北高南低，发源于天山山区的阿克苏河、台兰河、渭干河和库车河，在山区自西向东分布着，这些河流自北向南流淌，形成的各支流最终汇入阿克苏地区南部的塔里木河，由这些河流冲积而成的流域灌区平原分布于阿克苏地区的七县两市，形成了南疆重要的农作物区。在这些河流的主干支流上分布着大小不一的十几个水库，这些水域与山体、农田、洼地、碱滩、河流交错分布，形成了阿克苏地区地表、地形性质复杂的特征。

1.2.2 阿克苏地区冰雹的地理分布特征 在西风带的作用下，当有产生冰雹天气的触发因子（切变、冷锋、强对流天气系统等）入侵时，配合当地地形造成的热浮动力和低空丰富的水汽供应，在适合的情况下非常有利于冰雹天气的发生、发展。阿克苏地区冰雹的地理分布特征为：（1）天山是冰雹的主要发源地，对流云在山区受地形动力作用形成后，沿山脉的走向分布，经过山区沟谷、河流、水库时不断增强，逐渐发展成雹云;（2）雹云在翻山时，移向会突转并加速移向下风方的平原区，由于地势北高南低，地表性质差异大，使对流云在移经山脚一带和平原的河流、水域、洼地附近时易增强，形成雹云或降雹;（3）受地形影响，雹云在向东移动的过程中，形成的回波强度时强时弱、降雹时断时续、雹击带长的雹云发展和降雹特征。这些特征说明地形的热力作用和低空丰富的水汽条件是阿克苏地区冰雹形成的重要因素。

1.3 阿克苏地区冰雹的时空统计特征

阿克苏地区是新疆冰雹灾害较严重的区域，每次冰雹天气过程基本上集中出现在一个县或相邻的多个县。从阿克苏地区已统计的多年年冰雹资料分析，雹日的年变化范围比较大，系统性冰雹过程出现在4—7月，较大范围的降雹主要集中在5—6月;局地冰雹一般在4—9月出现，集中于5—8月，较强的降雹天气主要出现在7—8月。从雹日的日变化情况来看，日降雹多发时段为16∶00～20∶00。

1.4 阿克苏地区冰雹云路径分布特征

冰雹从西到东大致有多—少相间隔的区域分布特征，这种分布特征与主要影响阿克苏地区降水的天气系统、地形有着密切关系。根据多年雷达观测资料发现，雹云的移动路径分布主要有西北—东南、西北—东—东南、西南—东北、南—东北（塔里木河域—库车市种羊场）。

2 人影防雹作业中的技术经验

2.1 冰雹云的识别

2.1.1 雷达识别冰雹云 由于冰雹天气过程发展迅速，生命史短，通过雷达的探测可以及时准确地了解发展情况，为防雹作业指挥人员进行科学决策提供指导依据。根据理论学习和雷达观测经验分析，将雷达识别冰雹云的技巧方法大致概括为3类：（1）回波形态识别： a.带状回波：由几个相连或略有分离的单体组成，呈条带状或“人”字的形态分布，冰雹就在“人”字顶端或条带中的强回波处出现;b.涡旋状回波：由几个单体合并发展而成，最强回波区是主要降雹部位;c.钩状回波：钩状强回波区常是冰雹所在的区域;d.“V”形缺口：雷达在做低仰角扫描时，电磁波在大雹区受到强烈衰减时出现的特征回波;e.在RHI 图上雹云常形成“穹窿回波”“高位强回波核”等形态特征。（2）雷达回波参数识别：a.冰雹云回波顶高度越高则对流越旺盛;b.云体中上层的“强回波核”，顶高和冷区厚度是一个关键的雹云判别参数，顶高越高、负温区越厚越有益于冰雹的成长;c.回波强度值越大，降雹造成的灾害越严重。（3）综合判别定量指标：a.在回波外形结构上具有（1）中所述的形态特征;b.回波强度大于50 dBz;c.回波顶高度大于8 km;d.强回波核（30 dbz）顶高度大于6 km。符合上述条件即可判别为具有发展潜势的冰雹云，可进行消雹作业[1]。

2.1.2 人工观测识别雹云 防雹作业中作业人员实时的人工观测，对雹云判别起到了重要的辅助作用。人工观测冰雹云主要从云的外貌、声光电、地面气象要素演变特征及伴随的天气现象进行综合判断。（1）雹云的外貌特征主要表现在云底和云顶部：主体云底可见滚轴状、弧状或旋转结构，云底入流区常有碎雨云、淡积云、小块浓积云快速并入;云顶部出现云砧、悬球结构、上冲云顶、垂直伸展速度快的特征。（2）冰雹云具有特殊的声、光、电现象：冰雹云中云间闪电频次高，多“横闪”;雷声沉闷象“拉磨雷”、“不落音雷”等;雹云云体常有异常光亮如 “黑云尾，黄云头”。（3）降雹前的地面温、压、湿和风等气象要素变化很大。人工观测时这些特征越明显，云降雹的可能性越大。

2.2 人影防雹作业技术

2.2.1 科学把握防雹作业时机、部位 雹云的判别不仅需要依靠先进的雷达探测，还需防雹人员根据冰雹的判别指标、实时的云层条件、指挥作业的综合分析经验，科学地把握不同类型雹云的作业部位和作业时机，做到对雹云提前识别、提前作业，才能达到“牵一发而动全身”的防雹效果。具体需要注意以下几方面：

（1）排查雹云“初始回波”尤其重要：对于回波强度弱的小对流单体，当对流单体云顶高度位于0℃层以上或接近0℃层，云底部不及地，云体水平尺度大于1 km，云体回波厚度大于2 km时，即可认定为潜在雹云的“初始回波”。雷达观测人员需要认真做好排查、加密跟踪观测，在云中冰雹形成的初期及时进行作业可有效阻止和破坏冰雹的成雹机制，并取得良好的防雹效果。

（2）及时准确判别冰雹的“孕育期”最关键：在雹云中上层的液态过冷水份累积区是云内冰雹的循环生长区，也是雹云的主要作业部位，由于冰雹在云中的循环增长时间约在10～35 min，这一循环时间越长，冰雹直径越大，因此通过雷达及时观测到雹云“孕育期”的显著特征（回波顶高度出现快速跃升，“强回波核”的高度、强度等参量发生明显变化时）可以提早识别雹云，及时实施防雹作业，有效预防和减轻雹灾。

（3）有合并趋势的雹云要及早实施催化作业：大多数冰雹云都是由对流单体合并发展而成的，在对流单体群中，由于气压梯度力不均衡，对流单体之间会相互影响合并发展，在群内大的单体合并后增强的单体可产生降雹，因此雷达要连续监视群内发展中的强单体或有合并趋势的单体，及早实施催化作业[2]。

2.2.2 防雹作业火力点的科学防控 在对冰雹天气作出及时准确预警和跟踪监测的同时，合理使用人工影響天气装备，使作业火器发挥最佳效能，才能有效抑制冰雹的发生和发展，提高人工防雹的科学性和经济效益。

根据以上分析因素，阿克苏地区防护区的炮点依据雹云路径、地形特征、降雹的分布区域等特征，以位于阿克苏市、沙雅县、拜城县的3个雷达站为中心点，在各雷达探测范围内， 阿克苏地区目前有天气雷达4部、火箭发射架 222部、高炮112门、流动作业车144辆、防雹作业点366个（固定和流动作业点）分布于七县两市的防护区内，进行人工防雹催化作业。炮位布局采取了科学的全覆盖式火力防护网，如在雹云发生区域，沿天山南麓山脚一带水域丰富的河流及湖泊区域，雹云路径的上游区域，重点布置了固定的高炮、火箭和流动火箭车相结合的一线强火力防护区，并结合地形特征（如河流、水库、洼地、沼泽、戈壁等），在雹云路径移经的地形雹云多发区域，建立了火力集中的固定高炮和火箭点与流动点相结合的二线火力防御布局，使防御网能够全方位地阻击雹云。

3 结语

本文总结的技术经验可供实施人影防雹作业时参考。但是冰雹云的特征及作业指标在同一地方、不同时期、不同的气象条件出现时会有变化，在应用时需要结合实际情况及时做出适当调整，以便提高冰雹云识别的准确率， 改进和完善防雹作业的技术方法，及时做好人影防雹防控措施，提高人影防雹效果。

参考文献

[1] 买合皮热提·吾拉木，热苏力·阿不拉，玉苏甫·买买提，等.阿克苏地区冰雹时空变化和灾害特征[J].干旱区研究，2015（1）：108-115.

[2] 李斌，郑博华，史莲梅，等.利用区域回归分析法对阿克苏地区人工防雹作业效果再分析[J].新疆农业科学，2017，54（9）：1756-1764.

责任编辑：黄艳飞