奎玛流域一次人工防雹增雨作业效果检验评估

方军文，丁东明

（新疆昌吉州玛纳斯县人工影响天气雷达站，新疆 玛纳斯县 832200）

人工增雨效果的评估检验是人工影响天气研究和作业的关键性问题，它是人工影响天气研究中最困难的科学问题之一。客观、科学和定量地评价人工增雨效果不仅能促进人工影响天气学科的发展，而且也能为人工增雨作业提供科学依据[1]。人工增雨作业效果的综合检验方法前期主要有统计检验、物理检验和数值模拟检验等，随着计算机技术的迅速发展和云物理过程研究的不断完善，中国气象局自主研发的中国区域多源融合实况分析1公里分辨率产品（ART_1 km，地面，以下简称“1公里实况产品”）投入业务应用，进一步满足灾害性天气监测预警、智能网格预报及智慧气象服务对更高分辨率实况产品的需求。1公里实况产品包括区域逐小时降水、2 m高度气温、2 m高度湿度、10 m高度风等4个要素14种产品，空间分辨率为1 km，最快时效达5 min，综合利用了地面自动站观测、天气雷达、风云卫星、数值模式等多源资料和数据，采用概率密度匹配、贝叶斯模型平均、多重网格变分、最优插值等核心融合分析技术，捕捉以强对流天气为代表的小尺度灾害性天气动向，为准确预报提供更优质的数据意义重大，产品在人工增雨外场实验、效果评估实况天气等需要高精度数据的领域均可应用。

1 天气背景

2022年7月1日，受高压脊控制，玛纳斯县持续出现≥33.0 ℃的高温天气，6月30日至7月2日，由乌拉尔山槽东移，不断分裂短波，玛纳斯县出现小到大雨，降水量6.2 mm。

2 过程简述

2022年7月1日傍晚，玛纳斯县雷达站北部（六户地、北五岔红柳坑村）防区西南和西北出现强对流天气过程，22：50前后降大雨。由玛纳斯县711雷达的组合反射率回波可见，当日傍晚20：54～23：25在雷达站北部防区（六户地、北五岔红柳坑村）西南、西北方向先后出现多个强对流单体回波，总体的对流形态以分散的对流单体活动或线状对流系统为主，未观测到明显的超级单体或强飑线系统。从图1可以看出，此对流单体初产生于玛纳斯县六户地作业点西北距离测站71 km处，并于22：50在北五岔镇红柳坑村降大雨。由雷达回波产品可见，该单体的初生阶段大约在当天傍晚20：50，初始回波强度47.9 dBz、方位289°，云顶高7 900 m，强中心高5 700 m，云底高4 667 m，随后对流单体持续加强发展。至21：40前后，其系统的最强回波已达73 dBz，期间在该对流单体下游地区又触发多个单体对流系统，但总体上几个对流单体保持相互独立，偶有合并。随后的时间段内（22：00～22：10）对流单体继续发展并维持强度，向东偏北方向移动。从图2可以看出，在21：59对流云已压近六户地镇1号、2号作业点上空。云顶高度11 300 m，其强度已达到74 dBz，强中心高度3 600 m，六户地作业点间断发射WR-98弹33枚，作业后降小雨。至22：15前后，该对流单体发展至最强阶段，回波结构密实，云顶高度13 400 m，其强中心达到74 dBz，强中心高度9 000 m，零度层高度100 m。在22：25对流单体已移到北五岔镇红柳坑村防区。红柳坑村2号、3号移动火箭车作业点在22：25～22：55期间根据对流云发展情况间断发射27枚WR-98火箭弹。由雷达回波产品可见（22：35～22：50）强回波中心一方面向上延伸，另一方对流云下部强回波重心明显下移，强回波已经接地。此时开始降大雨。至此之后，该对流单体进入减弱消亡阶段，至23：25后移出红柳坑作业点防区。

图1 2022年7月1日21：00分至22：10分雷达回波及剖面图

图2 2022年7月1日22：15至23：25雷达回波及剖面图

利用中国气象局研发的“1公里实况产品”对玛纳斯县2022年7月1日傍晚的一次防雹增雨作业进行效果检验评估。

3 增雨效果区域回归统计检验

3.1 作业区与对比区地面降水量做对比

作业区：北五岔镇红柳坑村，近1 h降水6.2 mm，近3 h降水3.9 mm，近12 h降水3.9 mm，近24 h降水3.9 mm。

对比区：兰州湾镇畜产品安全监管站因为作业，近1 h降水0.0 mm，近3 h降水0.1 mm，近12 h降水0.1 mm，近24 h降水0.1 mm。

对比区：昌吉市新疆农业职业技术学院未作业，近1 h降水0.0 mm，近3 h降水0.0 mm，近12 h降水0.0 mm，近24 h降水0.0 mm。

对比区：乌市沙依巴克区，近1 h降水0.0 mm，近3 h降水0.0 mm，近12 h降水0.1 mm，近24 h降水0.1 mm。

采用中国气象数据网“1公里实况产品”提供的降雨数据，对作业区和非作业区降雨结果进行对比，2022年7月1日红柳坑村增雨作业前近24 h、12 h、3 h降雨量分别都是3.9 mm，作业后降雨量为6.2 mm。非作业区玛纳斯县兰州湾镇区、昌吉市区、乌市沙依巴克区这三个区域在2022年7月1日22：00以后降雨量都为零。

3.2 自动气象站降雨量

2022年7月1日玛纳斯县北五岔镇红柳坑村自动气象站数据显示，22：40降雨量为0.6 mm，22：50降雨量为2.2 mm，23：00降雨量为0.1 mm，23：30降雨量为零。

玛纳斯县北五岔镇红柳坑村“自动站”检测的降雨量数据和“1公里实况产品”提供的降水数据显示，经发射WR -98增雨弹60枚作业后，红柳坑村22：25～22：55降雨效果显著。

4 小结

本文对玛纳斯县2022年7月1日一次人工防雹增雨作业效果，通过“自动站”检测的降雨数据和“1公里实况产品”提供降雨数据进行对比、分析评估检验，增雨效果明显。进入夏季，全县部分地区旱情呈现逐步加重的趋势，造成部分乡镇村庄旱情严重。玛纳斯县人工影响天气雷达站抓住有利时机，适时组织开展人工增雨作业，有效缓解了旱情。在今后的人影工作中，对空中发展的对流回波要重点关注，以免错失最佳的作业时机。