人工防雹中冰雹云的判断识别方法分析

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摘要 冰雹是一种严重的农业气象灾害，具有局地性、突发性强，发生时间短等特点。结合实践和理论知识，从雷达识别冰雹云、温度层结识别、闪电雷声识别、天气联防等方面介绍了判断和识别冰雹云的方法，以期提高人工防雹水平。

关键词 冰雹；雷达；识别；人工防雹

中图分类号 P482 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）21-0201-01

阳信县地处鲁北黄河冲积平原，是典型的农业县，优质麦、鸭梨种植历史悠久，被誉为“优质麦生产基地”“鸭梨之乡”等。阳信县受冰雹等气象灾害影响较大，据有关文献记载，历史上阳信县雹灾严重的年份有1878年、1901年和1907年，有“雹大如鸡蛋，顷刻数寸”的描述[1]。据统计，1962—2010年阳信县共有52个冰雹日，年均1.1 d。1995年阳信县建立人工增雨防雹体系，开展人工防雹作业。为最大限度地发挥人工增雨防雹体系的作用，获得最佳经济效益，应尽量减少对非雹云进行消雹作业，并防止遗漏对雹云进行消雹作业。因此需要通过有效的方法提前判断和识别冰雹云，对增雨防雹工作具有较高的现实意义。

据统计，山东地区产生强对流冰雹天气的影响系统主要有高空冷涡、横槽、阶梯槽、低槽冷锋、高空西北气流等。通过对307次冰雹过程分析发现，其中冷涡占43.3%、低槽冷锋占28.0%、横槽占13.7%[2]。阳信县发生强对流冰雹天气影响系统主要是高空冷涡、横槽、低槽冷锋、前倾槽。

1962—2010年阳信县共出现52个冰雹日。春末夏初是冰雹灾害集中发生时段，冰雹一般出现在4—10月，集中发生在4—7月，约占全年总数的76.9%，其中6月占50%；冬季发生冰雹天气的概率为0。

1 冰雹云识别

1.1 雷达宏观状态识别

已成熟的冰雹云或将发展成冰雹云的对流云，一般在雷达图中都有比较典型的特征。在日常工作中应注意以下几种特征的对流云：一是带状回波系统中的强单体；二是作特殊运动的单体，如运动速度相对较快、突然加速或减速、向某一地方辐合、方向明显偏转；三是发展演变比较特殊，如发展迅速、不断与其他单体合并、长时间维持并发展而其他单体生消快；四是对流发生区内分散回波突然有组织化；五是较弱的对流回波带突然迅速发展，加速向前移动；六是2对流回波带的交叉部位；七是对流性带状回波的各段移速不同，使回波带呈波状或“∧”形排列。强回波单体一般具有涡旋状、钩状、指状、“V”形缺口，锯齿状、带状波动等特征[3]。

1.2 雷达观测参数识别

在防雹作业中，最常用的雷达参数就是回波强度、回波顶高度和强回波高度。如滨州多普勒SA雷达，一般强度标准≥50 dBZ，回波顶高度≥10 km，而且强度越大、高度越高，降雹可能性越大。有关文献研究发现，强回波（≥45 dBZ）高度≥7 km时，有利于冰雹产生[3]。如2016年9月11日，阳信县降雹前和降雹时回波强度≥55 dBZ，最大达65～66 dBZ；回波顶高达12～13 km，≥55 dBZ强回波高度达到12 km， ≥60 dBZ强回波高度达到9 km。

2 温度层结识别

冰雹在低层形成冰雹胚胎，并在此高度上循环增长，在其他条件同等的情况下，冰雹生长的运动轨迹越高，冰雹尺度越大，大多数雹块发生在-25～-10 ℃的温度范围内增长[4]。梁 谷等[5]研究分析发现，冰雹的初生层（-25～-10 ℃）和增长层（-25～-10 ℃）在降雹当日都有不同程度的下降，温度层下降主要是因为有利于水成物发生相变。

3 冷云厚度與0 ℃层高度识别

目前，已有诸多文献研究发现，冷云厚度（即对流云中0 ℃层至云顶的高度）反映了云顶的高度、对流的强度、水滴与冰晶量[6]。冷云厚度≥6.9 km时，降雹概率能达到90%或以上。0 ℃层高度也是识别冰雹云的重要指标，云体内0 ℃层高度适当，可保证云体发展高度，利于冰雹生成；当冰雹长大下落时，也不因暖云过厚而融化为雨。云体内0 ℃层高度一般在600 hPa（即4 000 m）左右比较适宜[3，7-8]。

4 闪电、雷声识别冰雹云

冰雹云和雷雨云中各种粒子带有正负电荷，形成了高达10 000 V的强电场，积雨云中电场放电通道形成的强光现象就是闪电。可利用闪电的形状和频数区分冰雹云与雷雨云，闪电及横闪出现的次数越多，冰雹出现的概率越大。冰雹云所产生的雷常称为拉磨雷，雷声沉闷且持续时间长，若有“响不透、完不了”的感觉，则说明冰雹即将降落[9]。

5 天气联防

加强与上游县市的联防，也是一种提前判断识别冰雹云的方法。以阳信县为例，强对流云大多经河北沧州，途经乐陵、庆云，并在其境内加强发展或是直接生成发展东移。2016年9月11日，阳信县发生强冰雹天气过程，强对流云在乐陵直接生产并迅速发展成冰雹云，在阳信县与庆云县交界处分裂偏东南移动，进而影响阳信县，并使其受灾。

6 结语

冰雹作为强烈的局地性灾害天气之一，天气图分析或数值预报有时难以将其发现，而雷达的使用为监测冰雹云的活动提供了强有力的手段。冰雹云的发生发展具有突发性，从对流云转变为冰雹云一般只需30 min，从初始回波到地面降雹有时只需要不到20 min；降雹范围十分狭小，具有明显的局地性。因此，通过有效的方法，提前判断识别冰雹云，及时开展防雹作业，有效地避免或减轻灾害影响是十分必要的。但是，单一的识别方法具有局限性，必须综合使用才能提高识别冰雹云的成功率，防雹需尽量做到减少判断失误、不遗漏冰雹云作业。

7 参考文献

[1] 范景淹.阳信县志[M].济南：齐鲁书社，1995.

[2] 曹钢锋.山东天气分析和预报[M].北京：气象出版社，1988.

[3] 章澄昌.人工影响天气概论[M].北京：气象出版社，1992.

[4] 李大山.人工影响天气现现状与展望[M].北京：气象出版社，2002.

[5] 梁谷，周爱丽，李燕，等.利用温度层结做冰雹单站预报[J].陕西气象，2008（5）：21-24.

[6] 周丽华，刘金梅.人工防雹中冰雹云的识别[J].安徽农学通报，2010（16）：139.

[7] 朱乾根.天气学原理和方法[M].北京：气象出版社，1981.

[8] 李生袖，马远飞，张秦国.陕西富县冰雹预报方法与防雹作业剂量研究[J].安徽农业科学，2010，30（29）：16369.

[9] 符洪天.雷达观测在防雹作业中的应用[J].南方农业，2016，10（3）：217.endprint