高炮人工防雹作业技术应用分析

高炮人工防雹作业技术应用分析

（四川省凉山州气象局，四川凉山彝族自治州 615000）

摘要：由于冰雹发生尺度小、概率低，发展迅速，且危害重，人工防雹技术难度较大，高炮人工防雹利用物理机械效应和化学催化作用可抑制大冰雹生成并将降雹转化为降水，合理构建高炮人工防雹作业应用系统和技术体系，对于提高高炮人工防雹作业效果和安全，对于防灾减灾具有重要意义。

关键词：人工防雹；高炮；物理效应；化学催化；技术

中图分类号：p482 文献标识码：a

凉山彝族自治州（以下简称凉山州）位于四川省西南部川滇交界处，境内地理环境复杂多变，自然灾害较多，冰雹是凉山州常见的一种气象灾害，每年的3~10月是凉山州冰雹频繁出现的季节，尤以春夏之交发生几率最大，冰雹袭击之处，常给当地农作物和人民生命财产造成严重影响。凉山州是全国百万担优质烤烟的重要产区之一，为降低冰雹灾害造成的巨大损失，按照州烟草工作领导小组的部署，凉山州气象局与烟草公司等有关部门从2004年开始筹建“烤烟防雹增雨减灾体系”，为适应凉山现代烟草农业不断发展的需要，确保全州300万担优质烟叶优质高效，经过近几年不断建设，目前已拥有多普勒天气雷达1部、711数字化天气雷达2部、移动式车载雷达1部，防雹增雨“37”高炮176门、车载火箭17

套、jfj火箭258套，指挥作业人员上千人，至2011年凉山州在重要战略性优质烟叶基地建设了近300个防雹作业点，积极实施人工防雹保护农业生产。2008年7月8日13:10 ~ 9日01:01，凉山州人影办通过多普勒天气雷达提供的回波资料，有序、迅速地指挥全州各县市人影办开展了一次参与县市较多、历时较长、用弹量大的人工防雹作业，整个作业过程接近12小时，共作业189次，耗弹3642发，其中高炮弹2924发，有效防御了冰雹灾害袭击，把灾害损失降至最小程度；2008年全年防雹及增雨作业日数达107天，在7.21、7.22及7.24三次强冰雹天气过程中，全州共有11个县市投入防雹作业，三天作业333次发射炮弹6221发，近几年每年防雹作业近3000次，耗用高炮弹4万发左右，每年均有几次单日作业用弹量上千发的过程。

本文结合近年来地面人工防雹作业经验，对高炮人工防雹作业具体技术进行总结探讨，为发展地面防雹作业应用体系提供参考。

1 防雹作业原理

由水滴、冰晶和过冷却水滴组成的冰雹云，云内强烈的上升气流携带着许多大小不一的水滴和冰晶运动，其中一些水滴和冰晶因相互碰撞合并冻结成较大的冰粒，冰粒逐渐长大并穿过水分积累区，且迅速增长，上升至负温区后形成雹胚并继续上升；当上升气流无力支托增长的冰雹时，冰雹就在上升气流里下落，沿途又与过冷水滴合并继续生长，最终返回并滞留在水分积累区；如果落入另

一股更强的上升气流区，冰雹又将再次上升、增长，直至长得足够大时足以克服上升气流而降落地面。

2 防雹作业设备

凉山州防雹作业规模大，共有使用口径为37mm高炮176门，车载火箭17套，jfj火箭258套；全区共设作业点341个，并且配备基本的探测和观测设备，具备实时监测天气、指挥作业和资料收集能力。天气雷达主要采用新一代多普勒雷达对高时空分辨率闪电定位资料实时获取，以正闪（+）和负闪（-）形式显示闪电所在位置和出现频率，以其所显示的位置和频率来反映雷暴情况。利用闪电定位仪与ppi雷达图实时叠加进行相关比较定位，可准确判断出雷暴位置，适时指挥高炮进行人工防雹作业，提高作业准确率和效果。并且运用人工防雹c++builder6.0高级编程语言应用系统，可将两种同一时间高空分辨率资料实时嵌套显示于软件画布上，通过对两种图像资料标示的雷暴位置、分布、强度等作对比分析，科学判断出云块为雷雨云或冰雹云，准确合理地开展高炮防雹作业。

3 防雹作业技术应用分析

3.1 弹炸点密度

根据雹云催化人工引晶数值模拟分析得出，分次引入数浓度5

×105个/kg人工晶核，有利于降低成雹比例和雹块尺度。而在陕西地基微波辐射计探测空中水（1998年）结果表明，积云中云水含量约为44g/m3。由此分析，1枚37mm防雹弹爆炸产生的人工冰核

数能满足体积为8.0×106m2的雹云内人工冰核争食自然雹胚过冷水抑制大冰雹形成的要求。通常，2min内直径为200m的球形体积内爆炸1枚以上的防雹弹制动上升气流归零时持续时间不超过

3minx雹弹量。因此，高炮人工防雹作业中雹弹炸点密度不高于2.5×10-5个/m2，直径200m的球形体积内重复爆炸的间隔时间超过2min。

3.2 射击作业操作步骤

3.2.1球面梯度射击组合方式

首先调整仰角至射界上限，方位达到射界方向，进行射击；然后将方向机转轮转动1/4圈（2.57°）进行射击，并重复射击直至完成一个射界夹角内的射击；接着将高低机转轮转动1/2圈（射角降低2.2）进行射击；反方向进行方向机转轮转动1/4（2.57°）的重复射击；重复进行高低机转轮转动1/2圈（射角降低2.2°）的射击和反方向机转轮转动1/4（2.57°）射击至射界下限；之后进行高低机转轮转动1/2圈（射角抬高2.2）射击，并重复反方向机转轮转动1/4圈（2.57°）射击，重复前两项射击至射界上限；以上所有步骤需逐步进行循环操作至最后完成防雹作业。

3.2.2同心圆射击组合方式

调整仰角为射界上限即可射击；将方向机转轮顺时针转动3/8圈3.86°)进行射击，并重复至完成360°上射击；高低机转轮转动1/2圈（射角降低2.2°）进行射击；重复进行方向机转轮顺时

针转动3/8圈(3.86°)、高低机转轮转动1/2圈（射角降低2.2°）的射击至射界下限；然后把高低机转轮转动1/2圈（射角抬高2.2°）进行射击；再次重复方向机转轮顺时针转动3/8圈（3.86°)、高低机转轮转动1/2圈（射角抬高2.2°）进行射击至射界上限；以上全部步骤循环重复进行操作直至完成防雹作业。

参考文献

[1]潘建华.新30年四川冰雹特征分析[j].四川气象，

2005(01):32-34.

[2]何观芳，胡志晋.不同云底温度雹云成雹机制及其引晶催化的数值研究[j].气象学报，1998，56(01):31-45.

[3]梁谷，李燕，岳治国等.高炮人工防雹作业技术分析[j].陕西气象，2010(05):23-26.

作者简介：曾庆华（1970-），女，汉族，四川省遂宁市人，本科学历，工程师，从事人工影响天气作业指挥及管理工作。