毛万忠、陈虹：RY1─6300型火箭增雨防雹技术初探

2009年3期JOURNAL OF NINGXIA METEOROLOGY1 RY1─6300型火箭增雨防雹技术初探

毛万忠[1] 陈虹[2]

（1.中卫市气象台；2.中卫市科技服务中心）

摘要：笔者通过几年参与RY1─6300型火箭增雨防雹作业效果的分析，发现环境风场对尾翼式无控火箭作业影响较大,本文就怎样提高RY1─6300型火箭增雨防雹的科学水平、服务能力和整体效益提出一些初步意见。

关键词:火箭;增雨防雹技术；初步分析

1 基本原理

1.1 防雹

火箭携带高成核率的AgI焰火催化剂，将催化剂发射到作业云层的关键部位（悬挂回波及其下放-2～-6℃云层附近），火箭弹的燃烧改变和影响云和降水以及冰雹的微观结构或冰雹形成生长的物理过程；也影响和破坏了形成云的自然气流结构，特别是强上升气流区的垂直结构。在改变云的微物理过程的同时，也可能使云的动力学过程发生大的变化，从而抑制了冰雹云的发展和减少成灾冰雹的形成，达到防雹。

1.2 增雨

火箭携带高成核率的AgI焰火催化剂，并采用催化效果更好的燃烧播撒模式，将催化剂发射到作业云层的关键部位，对作业云层进行催化，可形成三维的空间催化带，在催化带内产生大量的活化核，形成大量的冰晶，在促进冰、水转化过程发展的同时释放出大量的潜热，使云内温度升高和云体在垂直和水平方向上都迅速发展。另外，靠凝化增长的水成物在升降过程中的碰并，加速了云内降水过程的形成，从而增加了降水。

2 作业部位确定

2.1 防雹

根据防雹原理，由雷达观测资料分析可知，作业部位应选在弱回波区，弱回波区是由组织的上升气流区，含水量、过冷却水滴较多，从冰雹云的外观看，选择下列部位作业为宜。

（1）云的翻滚激烈处，它是有组织的上升气流部位。猛击上升气流处，可以切断或影响有组织的上升气流，从而改变或抑制云的气流结构。

（2）云中最大上升气流处─云腰或雹源部位，是雹云中最要害的部位，在该部位作业，一方面破坏或影响上升气流，另一方面燃烧的冲击波有可能使过冷水滴提前冻结。

（3）云体砧状部分系统侵入作业点上空，上乳白下乌黑，则作业乌黑处上部为宜。

（4）当冰雹云在混乱天空条件下入侵作业点上空后，风向混乱难以判断，这时选择雷声连续不断发生的部位。

（5）当云层布满天空，闪电、雷声频繁，特别是在夜间，难以判断作业的部位时，则作业横闪频繁发生的区域为宜。

（6）云的合并处，当几块云在某处靠近合并时，往往立即加强发展形成强雹云，作业合并处，阻止它们合并加强。若有雷达指挥，应重点作业移速快，发展旺盛的云块。

（7）回头云，回头云是因为云的后面有新的辐合上升气流区形成，促使回头云发展加强，造

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成更大的雹灾，所以要作业回头云。

（8）在悬挂回波右下方的拱形云区进行过量播撒催化剂，使催化剂进入生长区争食云中水量。

2.2 增雨

据有关研究文献可知，碘化银成冰的阀温是-4℃，该型催化剂中每克AgI在-3℃是的成核率可达1010个，在-10℃时的成何率可达1.8X1015个，在-6℃时成核率最高。据宁夏探空资料显示的0℃层高度6～9月在4000～5000m之间，为了增大降水元的浓度，提高降水元的增长速率，作业部位应选择在：

(1)在垂直方面，对于层状云降水，应在0℃层附近作业（最好在-4℃层以上作业）；对于积雨云降水，应在强回波区作业，但由于对流云上升气流较强，在火箭弹达不到以上高度时，也可在较低处发射。

(2)在水平尺度上，层状云作业点应分布在云的中部区域；在对流云中，作业点应分布在前部和中部范围。

(3)云体前沿翻滚最厉害，最黑的部位；夜间选在打雷闪电明显或频繁发生处。

3 作业方法

3.1 发射角的确定

人工影响天气作业点比较分散，天气雷达难以达到每个作业点都能实时指挥，为了使人工影响天气作业达到最佳作业效果，各作业点可根据RY1─6300型技术手册所给的海拔弹道表内插计算出本作业点的海拔弹道表，由本作业点的弹道表和降水性质即可确定本次火箭作业点的最佳发射角。如2003年6月29日9时49分在中卫良繁场作业点，0℃层的高度为4982米（银川探空站实测资料），-4℃的高度应在5600米以上，根据该发射点的弹道顶点垂直距离，可知此次发射角应选择60度作业。

表1 中卫姚滩良种繁场作业点的弹道表数据

发射角

始播点坐标弹道顶点坐标终播点坐标

水平距离垂直距离水平距离垂直距离水平距离垂直距离

80 1133 5522 1829 6808 2002 6716 75 1684 5381 2662 6559 2956 6436 70 2215 5184 3414 6228 3857 6038 65 2722 4940 4060 5826 4694 5589 60 3218 4646 4620 5368 5453 5044 55 3640 4310 5045 4867 6131 4431 50 4042 3935 5366 4339 6717 3769

3.2 发射角的修正

RY1─6300型火箭为尾翼式无控火箭，尾翼式无控火箭具有“迎风偏”的特点，即顺风使火箭抬头，逆风使火箭低头；横侧风影响方位角，使弹道偏离发射平面，并偏向风吹来的方向。当为顺风时，发射仰角减修正角，逆风时发射仰角加修正角。如风速为8m/s，发射仰角为60°，顺风使火箭抬高5°，逆风使火箭低头4°，横向风场使方位角偏离发射部位9.6°。以上这些数据

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说明环境风对尾翼式无控火箭作业影响较大，人工影响天气作业要充分考虑环境风场的影响，作业时用已确定的发射仰角并根据环境风场的大小调整到最合适的发射仰角，用最少的火箭弹，争取最大的经济效益和社会效益。2003年8月25日22时在中卫良繁场作业点，0℃层的高度为4061米，-4℃的高度应在4676米以上，22时风向为ESE，风速为3m/s，根据该发射点的弹道顶点垂直距离并结合风向风速资料，可知此发射点为顺风，根据表1弹道顶点垂直距离和表2的高低偏角，该次发射角应选择55度作业为最佳。

表2 顺风主动段终点引起的高低偏角（风速：m/s）

3 1.85 1.91 1.92 1.9

4 1.94 1.9

5 2.00 2.04

4 2.38 2.46 2.48 2.50 2.52 2.5

5 2.62 2.67

5 2.90 3.00 3.02 3.0

6 3.09 3.14 3.23 3.29

6 3.43 3.55 3.58 3.63 3.6

7 3.73 3.83 3.91

7 3.95 4.09 4.13 4.2 4.25 4.32 4.44 4.53

8 4.48 4.64 4.70 4.70 4.84 4.92 5.06 5.15

表3 逆风主动段终点引起的高低偏角（风速：m/s）

3 1.18 1.28 1.3

4 1.42 1.46 1.53 1.57 1.60

4 1.68 1.80 1.87 1.97 2.04 2.11 2.17 2.21

5 2.17 2.32 2.40 2.52 2.68 2.84 2.92 2.98

6 2.66 2.83 2.93 3.0

7 3.14 3.25 3.34 3.41

7 3.15 3.34 3.45 3.61 3.69 3.81 3.98 4.06

8 3.63 3.85 3.97 4.14 4.24 4.34 4.46 4.54

4 结语

人工增雨防雹是一项应用性很强的系统工作，单项增雨技术的研究仅仅是某一方面的突破，怎样有效的利用最新的单项技术成果应用于人工增雨防雹实际工作中，是本文研究的主要内容，也是今后努力的方向。人工影响天气是一项发展中的、具有巨大应用潜力的科学技术，目前仍然处于边研究边应用的阶段。努力提高科技水平和作业效益，不仅需要加强现代化业务技术建设，还要加强基础科学研究工作，增强监测和探测能力，解决人工影响天气中的一批关键性技术问题，提高作业的科学性、准确性，减少盲目性。

参考文献：

[1].RY1─6300型火箭的技术手册 21-24.

[2].高炮人工防雹增雨作业人员培训讲义.宁夏人工影响

天气办公室. 2002. 21.

[3].WR-1B增雨防雹火箭作业系统使用维护培训教材.

中国航天总公司四院41所.1999，3：17-18.