计舒怀
(信阳市气象局,河南 信阳 464000)
短时预警报系统自2007年投入基层业务应用以来,对天门市人工增雨起了关键作用。 在2009年8月28~30日,受高空低槽、中低层切变线以及副热带高压东退的共同影响,天门市有一次明显的降水过程。 由于此前天门市降水偏少,干旱较为严重,气象部门估计这次降水过程不足以缓解旱情,因此充分利用雷达产品和数值产品,开展了一次有针对性的人工增雨作业。 此次作业根据短时预警报系统资料和气象资料, 很精确地检测到云团的发展和强度等,用其来指导人工增雨作业[1],达到了预期的效果。
短时预警报系统为包括每隔6 分钟和1 小时时段,包括组合反射率、雷达回波顶高、垂直液态含水量等多种产品。 其内容丰富, 为人工增雨云团的监测提供微观指导,而气象资料为云团观测及增雨作业提供宏观指导。
短时预警报系统的作用[2]:①可以监测云带。 对云带或雨带进行监测,了解其云系的物理结构、特征、中心强度、移向移速等,从而选取最好的人工增雨作业区域、对象。 ②依据观测资料分析结果, 指挥并实施人工增雨作业。 ③开展人工影响天气效果评估,以此评估人工影响天气效果。
此次作业, 主要选用了短时预警报系统组合反射率图。 人员分为两组,一组被安排在天门市气象台监视天气变化,另一组派到人工增雨作业点,试验期间两组保持密切联系。
从8月28日08 时850hPa 天气图上可以看出 (图1),在四川的西北部经重庆至湖北省的东部有一切变线,配合云图可以看出, 主要积雨云团位于天门西北部张港镇附近。 该云团属变性冷高压下的不稳定对流云团,且朝着偏西北的方向向我市发展。 从水汽云图上看,其中心值会加强,到09 时,该云团位于我市蒋湖、张港附近,其反射率强度值达到45-50dBZ,具有人工增雨条件[3]。 因此,天门市人工影响天气办公室利用其进行了增雨作业。
图1 28日08 时850hPa 天气图
图2 28日17 时雷达回波组反射率图
经过进一步的观察,在8月28日15 时,位于天门市西北部的钟祥和南部的潜江都有对流性云团。 根据云图分析,潜江的对流云团向西南方向发展,未来有可能位于天门市上空,在16 时。 部分云团已移入天门市东南部,未来有扩大加强的趋势。到17 时(图2),对流性云团已布满了天门市中部以东的所有地区, 且中心强度值达到了50dBZ,具有非常有利的人工增雨作业条件。
2.2.1 第一阶段(8月28日08 时-09 时)作业
人工增雨所需条件:一是云层较厚,云底较低,云底高度小于4km;二是有云和降水过程处于持续发展阶段;三是有持续上升气流。
从8月28日08 开始观测短时天气预警系统, 从组合发射率拼图上(图3)可以看出,天门周围有大片云系,特别是天门西北部和南部地区, 回波强度达到30dBz 以上,都有可能移到天门。 但在西北部的对流云系,由于对流运动较强,在09 时都已释放能量并消散。 而在南部的积雨云, 受西南气流的影响, 不断地向天门市西南部移动。 到09 时,该对流云团到达天门市的蒋湖、张港镇附近, 其对流云高为1-3km, 且对流云中心强度值达到55dBZ,雷达回波顶高为9km,满足作业条件,因此在9 点31 分在该云团处进行了人工增雨。
2.2.2 第二阶段(8月28日15-17 时)作业
图3 28日08 时和09 时组合反射率拼图
图4 28日15、16、17 时组合反射率拼图(图中红色标志处为本站)
8月28日09 时对天门西南部小范围的对流云团进行增雨后,由于还不能解除天门市中部及东部的旱情,因此对其进行了第二次作业。 根据当时环流形势分析和卫星云图资料作出判断,由于西风带系统有所加强,副热带高压进一步南退,从8月28日15~17 时(图4)组合发射率因子图上可见,自28日15 时开始,进入天门中部和东部的对流云团不断发展壮大。 到17 时,其中心强度达到50dBz,对流云底高度为3km,雷达回波顶高为8km,这样的条件适合实施人工增雨作业。 因此对其进行了第二次人工增雨作业。
对流云团从潜江进入天门后, 实际上云团内部能量几乎消耗殆尽,顶已经开始坍塌。 在实施人工增雨作业以后,云团内部水汽重新开始凝结,在凝结过程中释放出大量能量,产生一个正向推动作用,在天门东南部产生一场暴雨。 从28日凌晨3 时开始,天门市气象局通过天气雷达捕捉到对流云团, 迅速派出人工增雨作业应急队伍赴黄潭、岳口等作业点,等待最佳作业时机。 通过车载雷达实时跟踪对流云团,火箭弹最终准确击中对流云体,大雨如期而至。 至29日8 时,天门市气象局已先后赴黄潭、岳口、 横林等乡镇开展人工增雨3 次, 累计发射火箭弹10发,作业区降雨明显,普降大到暴雨。 通过人工增雨作业,天门市大部乡镇旱情基本得到缓解或解除。
各自动雨量站雨量资料显示, 全市各乡镇普降大到暴雨,马湾降水量65.2mm,皂沉湖44.4mm,麻洋40.5mm,岳口38.7mm,汪场34.4mm,黄潭34.1mm,彭市30.7mm等,作业试验效果较为明显。 此次在外场作业,雷达回波强度在30dBZ 以上,云底高度在4km 以下,对流云团所含水汽丰沛,足以产生降水。
天门市此次人工增雨作业结果表明, 根据武汉中心气象台提供的短时预警报资料, 并结合其他数值预报产品,指导基层气象部门开展人工增雨作业,可达到预期的作业效果。 对天门来说,垂直能见范围在2~8km 之间,正是对流云主体的高度, 非常适合用其资料指导人工增雨作业,既能保证作业安全,又能保证作业效果。
[1]贺程程,张德怀,陈启红.一次应用等效雷达产品指导人工增雨作业实验结果初报[J].湖北气象,2005(4):7-11.
[2]周传喜,楚涤修,熊华南,尹忠海,李绚丽.多普勒天气雷达产品在人工增雨中的作用探讨[J].广西气象,2005,26(s1):106-109.
[3]吴金塔, 庄先. 福建省防台风风情实时监测预警系统[J].福建气象,2003,34(07):71-75.