火箭人工防雹效益评估

李树丛

（河北省滦平县气象局，河北 滦平 068150）

近年来，随着滦平县林果产业发展，百姓对气象灾害防御的需求日益旺盛。西沟满族乡被誉为滦平林果第一乡，目前已发展成为承德规模最大的有机梨种植基地，但西沟乡地处山区，冰雹气象灾害严重，给当地林果业发展带来重大经济损失。通过合理布设人工影响天气作业点，科学开展火箭人工防雹作业，争取最大限度地减少冰雹气象灾害损失，帮助农民致富，给当地林果产业发展保驾护航。

1 人工防雹标准化作业点选址

西沟乡标准化作业点的建设地点位于槐树村“花溪梨园”2A级景区的益智观光采摘园。标准化作业点占地1.2亩，建设内容涵盖炮台、炮库、弹药库、休息室、值班室等多项设施，目前正在准备架设供电线路，待院内填方压实后进行硬化和围墙施工。作业点主体施工及内外装修已于2016年底全部完成，2017年初西沟乡槐树村标准化人工影响天气作业点正式投入使用。

2 人工防雹气象条件分析

（1）冰雹路径图。从冰雹路径图分析，西沟乡地处山区，恰好位于河北省冰雹侵袭主要路径之中。

（2）滦平县冰雹指数条件分析。通过对2012-2016年滦平县出现的6次冰雹天气过程的多普勒雷达回波资料特征进行统计分析，从中得出冰雹天气多普勒雷达预警指标，为冰雹天气的短时临近预报和人工防雹提供作业参考依据。

（3）回波形状和移速。统计6次冰雹过程发现，大部分冰雹云回波都是块状，只有2013年5月19日和2016年5月1日回波呈带状。在冰雹云在发展初期，一般移动速度不大，发展较成熟时，移速加大，不同回波移动速度相差较大，一般在 30～60 km/h。

（4）径向速度（2.4°仰角）。冰雹回波因持续时间短、突发性强，在基本径向速度资料中以分析中小尺度特征为主。分析6个冰雹个例的基本径向速度资料可知，出现冰雹天气时基本径向速度资料上一般伴有风场的辐合，风场辐合主要以辐合线及逆风区为主。逆风区是指在低仰角没有速度模糊的基本径向速度资料中，凡在同一方向的速度区中，出现的另一种方向的速度区为逆风区，且风区不能跨越测站原点。在6次冰雹个例中中尺度辐合占2次。冰雹天气发生时基本径向速度资料中有逆风区出现的占2次，大风区1次。冰雹天气出现时基本径向速度资料中出现速度模糊特征的有2次。因此逆风区、大风区、中尺度辐合以及径向速度模糊都是冰雹回波的典型风场结构，都有利于冰雹的形成。

（5）三体散射。三体散射是由于雷达能量在强反射率因子能量区（回波很强）向前散射造成的异常回波。对这6次冰雹过程研究发现，未出现“三体散射”现象。观测时出现三体散射现象对预报员来说非常容易识别，而观测到三体散射可以肯定有大冰雹。当回波强度高于65dBz时，要注意观测三体散射回波。

（6）V型缺口。统计这6次冰雹过程的雷达回波发现，5次过程中出现V型缺口出现，因此可以将雷达中V型缺口（2.4°）作为承德市冰雹识别的指标。在假定出现V型缺口时，就开始发布回波未来影响区域有冰雹出现，将开始出现V型缺口的时间和开始降雹的时间之差视为V型缺口对冰雹的提前预警时间。那么对上述5次有V型缺口特征并出现降雹的过程中，V型缺口对冰雹预警的时间提前量为7～21min。

3 人工防雹效果评估

人工防雹投入产出比与农业气象灾害损失。人工防雹经济效益取决于雹灾面积、受灾程度、农业经济水平和防雹投入等变化。一般利用式（1）来简单估算人工防雹的防雹效益：

式中：η为人工防雹投入产出比，亦用来衡量人工防雹的经济效益；C为人工防雹总投入，包括实施防雹作业的作业站点现代化建设、实际作业费和人员开支等总额，并涵盖市级、区（县）级、乡级等全部的业务投入；B为人工防雹产出，即人工防雹能够产生的经济效益。在计算防雹产出时，一般需要综合考虑防雹开展前后雹灾面积变化、保护区农作物经济总产值、受灾程度等要素。利用滦平县民政局统计的全县逐年气象灾情资料中冰雹的致灾面积和直接估损额来反算。假设保护区内人工防雹作业减少的单位面积农作物经济损失近似等于保护区外单位面积雹灾估损额，则可通过式（2）来估算人工防雹产出B：

式中：S为人工防雹保护面积；λ为面积因子，代表人工防雹作业能够减少的雹灾面积占农作物面积的平均百分率。参考秦长学等和国内外相关统计，这里λ取0.7；Eyield为单位面积防雹经济效益，亦指保护区单位面积可减少雹灾经济损失；Adamage为全市冰雹受灾面积，取自各年的气象灾情资料；Tloss为与雹灾面积相对应的经济估损额，也取自各年的灾情资料。式（2）中人工防雹保护面积S由每年投入使用的人工防雹作业站点数量n和各站点直接保护面积累加获得。

由式（2）可知，利用气象灾情资料计算单位面积防雹经济效益时，如果出现无农业经济损失，则需通过其他资料或办法来估算。

（1）因雹致灾个例分析

本研究对2013年8月9日和2015年5月17日两次因雹致灾个例进行分析。

①2013年8月9日下午3点10分，西沟乡遭遇大风强暴雨夹杂冰雹天气，持续了30min，致使全乡各村不同程度的受灾，多处房屋受损，树木连根拔起或折断，给本乡农作物、经济林、基础设施带来了巨大损失，风雹灾害共造成经济损失1107.1万元。因雹致灾经济损失估算900万元。

②2015年5月17日下午3点29分许，西沟乡遭遇大风强暴雨夹杂冰雹天气，给本乡经济林、农作物、基础设施带来巨大损失，此次风雹灾害涉及全乡9个行政村，合计受灾人口3500人，受灾耕地面积7900亩，经济损失960余万元。

（2）人工防雹经济效益评估

①人工防雹可有效避免经济损失

对比两次因雹致灾个例，经济损失均超过900万元，每次平均经济损失930万元，滦平县年雹灾次数为2次，年可有效避免经济损失为1960万元左右。

②人工防雹基础投入

基础建设投入：24万元（省气象局4万元、市气象局20万元）

年作业成本投入：0.12万元（火箭弹单价）*20（每次作业弹数）*6（年作业次数）=14.4万元

作业人员培训、作业费用：5万元

设备升级费用：15万元

合计总投入：58.4万元

③人工防雹经济效益评估

采用本研究中公式（1）计算人工防雹经济效益评估η：

η=58.4/1950=1：37

4 存在的问题和努力方向

①防雹个例数据积累不够丰富，需要在以后的工作中进一步积累完善。

②研究中涉及的知识面广，人工防雹作业效益评估方面的知识需要进一步学习提高。

由于对项目工作的组织和实施经验的欠缺，针对上面的部分问题在以后的工作中需要进一步提高对项目工作的认识深度，提高自己的项目规划及组织协调能力，完善自己的知识结构，进一步提高自身能力，在后续的人工防雹业务中进一步的完善和升级。