探讨地面碘化银烟炉在人工影响天气作业中的应用

刘配安 徐峰 颜智江

摘要：随着全球气候变暖趋势加剧，各类气象灾害发生越来越频繁，在很大程度上给各个地区的农业生产以及生态环境造成不良影响。人工影响天气是气象防灾减灾的重要措施，在减轻气象灾害方面起到极其重要的作用。本文主要根据塔什库尔干县人工影响天气工作开展实际，重点分析探讨了地面碘化银烟炉在人工影响天气作业中的应用，以不断提升该地区人工影响天气作业水平。

关键词：人工影响天气;地面碘化银烟炉;应用

引言

塔什库尔干县位于新疆西南部，在帕米尔高原的东南部。地理坐标为北纬35°37′-38°40′、东经71°20′-77°01′之间。县境东西长484公里，南北宽329公里，总面积2.5万平方公里。境内地势由西南向东北倾斜，山脉自西南向东北延伸。地形主要有山地、谷地、盆地和丘陵。塔什库尔干县属高原高寒干旱-半干旱气候。冬季漫长寒冷，干旱少雨，光能充足，热量欠缺;春秋季短暂多风，有少量降雨;无明显夏季。受其独特的地理区域位置以及气候的影响，塔什库尔干县干旱、冰雹等气象灾害频繁发生。当前，塔什库尔干县人工影响天气作业主要人工增雨（雪）以及人工防雹作业，充分借助于现代化先进技术，在适宜的天气条件下，对干旱、冰雹等气象灾害进行局部有效干预，在确保地方经济社会发展以及气象防灾减灾过程中起到了极其重要的作用，也受到了社会大众的高度重视。塔什库尔干县人工影响天气作业开展主要使用的工具为火箭、高炮等。这些人工影响天气作业装备以及方法在很大程度上受空域的制约，有的情况下会因无空域而导致人工影响天气作业时机被贻误。所以，为了不受空域制约，使用能够自主指挥作业的人工影响天气作业工具尤为重要。地面碘化银烟炉主要采取远程遥控点燃烟炉里装设的碘化银烟条，将上升气流当作载体入云催化，能够当作人工影响天气作业工具的辅助措施。它特别适宜布设于山区、航线密集区，能够不受空域管制的限制，连续开展人工防雹或者人工增雨（雪）作业。

1.地面碘化银烟炉在人工影响天气作业中的应用现状

地面碘化银烟炉属于人工影响天气工作的重要构成部分，因为其不会受空域管制的限制能够随意在山区足够高的地点放置，能够长时间、大剂量、全天候开展人工影响天气作业，并且还能够大大节省人力资源，作业成本低、效率高，同时维护管理比较容易，安全可靠性较高。所以，特别适宜于高原山区地形的人工防雹以及人工增雨（雪）作业，人工冰核仍旧借助于垂直上升运动以及喘流扩散作用输入云中作业。新疆各个地区人工影响天气工作结合防雹、增雨的需求，积极引进了地面碘化银烟炉，将其作为人工影响天气作业的催化工具，取得了突出成效。

2. 地面燃烧炉作业原理

2.1催化剂核化温度的分析

现阶段采取的人工影响天气催化剂主要是以碘化为主的无机类人工冰核，碘化银核化的温度处于-4至-20℃之间，也就是该温度范围内成核率较高、速度较快。大部分地区地面燃烧炉采取的烟条催化为我国自行研制的BR-91-Y 型高效 AgI焰剂配方，处于-7.5至-20℃之间，1g 焰剂成核能够达到1.81015个。塔什库尔干县冬季平均温度较低，且降水稀少。该地区海拔较高，地形所产生的微弱的上升气流能够把催化剂带入核化的云层高度，能够取得较好的催化剂核化效果以及更高的成核率。

2.2催化剂扩散的分析

ZY-2A型地面燃烧炉，采取BR-91-Y型高效碘化银焰剂，其焰剂燃烧所产生的含碘化银复合冰核气溶胶，具较高的成核率，1g AgI在处于-10℃的条件下静态成核率为1.81015个，处于-12℃的条件下5分钟 核化率平均达90%，便于在云中形成冰核。秦长学等曾对北京地面发生源扩散状况进行计算。计算中取高度1000 m，X 轴上的风速6m/s，源的核生成率每秒为1.11012 个，y轴以及z 轴方向上催化剂点浓度的均方差为是0.27×0.91、3.3110^-4×1.855，云中冰核最佳浓度是105 个/m^3。在垂直方向上，扩散源放在1000m的高度，能够形成长度为3km、厚度为1km的高浓度区，浓度值能够超过105个/m3。根据这种计算方式，在塔什库尔干县4000m处进行烟条燃放，朝上扩散的高度能够至6000m以上，能够较好的达到云中催化剂核化的高度，浓度水平也较高，塔什库尔干县大范围地区均能够增加降雨量与降雪量。

2.3作业点布设

作业场地是开展人工影响天气作业的主要场所，地面碘化银烟炉作业点选址应该与作业技术要求相符，并且还应充分思量工作的便捷性。由于为地面播云，所以地面碘化烟炉作业点的布设极其关键，直接关系是否可以达到预期增雨效果。地面燃烧炉燃烧所形成的碘化银烟粒，需借助于上升气流的携带才可以进入至-4℃以下温度的云层，起到人工增雨、增雪的作用。因为冬季大尺度天气系统的上升气流通常比较小，很难及时将燃烧炉所形成的碘化银烟粒输送至作业云层，所以还应利用其他动力条件。假如把地面燃烧炉布设于山脉迎风坡，被迎风坡所抬升的气流能够把催化剂输入云中。不同地形的近地面局地环流也有所区，在对地面碘化银烟炉进行布设时应注意下述事项：（1）应充分思量作业区的云水资源条件，结合相关条件确定作业区。由于地形云的形成和谷风盛行之间具有紧密联系，原则上应挑选对于地形云的形成发展比较有利的山峰下方的山谷或者是河谷源区，这样播云机会才更多。（2）应注意河谷或者山谷的主体走向的选择，通常以西北一東南向以及北一南主体走向的河谷和山谷较为理想。一般此类走向谷风特征显著，可以采取谷风把催化剂送入云中。（3）烟炉作业点通常需要布设于在海拔高度 超过1500m的山区。（4）在山脊迎风侧 1至6 km的低、中云内部，含水量趋向山脊而有所增大。地面碘化银烟炉的布设应相距盛行地形云的山峰不超过5km。促使风速为1至2 m/s 的谷风可以在 1至1.5 h 内将催化剂至期望播云高度-5℃。（5）结合目标区的大小，应对地面发生器的数量进行科学合理的布设。发生器之间所相隔的距离最好为 5至8 km。距离增水目标区土应不大于20 km。（6）由于是在高原山区作业，在选择布设作业点的时候还应时充分思量到作业点的人员生活、交通以和安全设施。

塔什库尔干县位于帕米尔高原的东南部，此处为阿赖山脉、喀喇昆仑山脉以及兴都库什山脉以及阿赖山的联结处，平均海拔4000m以上。由于地形地貌的影响，塔什库尔干县具有显著的高原山地气候特征，气候复杂多变，冷暖气流流动几乎没有阻隔，时常形成大风，对于碘化银的核化与扩散特别有利。冬季空气湿度大，云水资源比较丰富，在塔什库尔干县布设地面碘化银烟炉对于人工影响天气的增雨（雪）作业比较有利。塔什库尔干县于2017年建成雷达一部，碘化银烟炉10个，截至目前，增雪作业燃放焰条203根，作业区降雪深度为1.4到2.0mm，非作业区0.4-0.7mm。

3.结语

地面碘化银烟炉作为一类现代化的人工影响天气作业工具，因为其不会受空域管制的限制能够随意在山区足够高的地点放置，能够长时间、大剂量、全天候开展人工影响天气作业，并且具备作业成本低、效率高、易维护管理、安全可靠性较高等优势，所以其受到我国地方的广泛使用。为了更好的落实好塔什库尔干县防灾减灾、缓解水资源短缺问题、优化该地区生态环境，应不断完善人影作业方式，提高塔什库尔干县人工影响天气作业水平。

参考文献

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[3]戴玉珍，曹江平，王冀.地面碘化银烟炉在广西人工影响天气作业中的应用[J].气象研究与应用，2015（03）：64—67.

作者简介：刘配安（1980-），男，汉族，湖南邵阳人，本科学历，工程师，从事气象工作。