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气球携带碘化银焰弹人工增雪技术在一次典型雨雪天气中的应用

李普庆1,陈远征1,张楠1,李宝刚2

（1.朝阳市气象局,辽宁朝阳122000；2.喀左县气象局,辽宁朝阳122300）

摘要：本文介绍了朝阳市喀左县应用气球携带碘化银焰弹人工增雪技术,组织人工影响天气作业人员在一次大范围、稳定性的蒙古气旋天气系统下实施人工增雪作业,根据雷达天气资料,确定预设阵地位置、作业时间、选择气球焰弹种类等,以期达到最佳增雪作业效果,从中总结气球焰弹增雪技术在实际应用中的经验.

关键词：气球焰弹；人工增雪；经验

中图分类号：S166 文献标识码：A DOI 编号： 10.14025/j.cnki.jlny.2016.06.045

朝阳市位于辽西低山丘陵区,自然条件恶劣,气象灾害频发.干旱是朝阳地区主要气象灾害之一,素有“十年九旱”之称,因此,冬春季开展人工增雨（雪）是一项重要的抗旱保墒措施.目前,朝阳地区冬季人工增雪手段主要是火箭人工增雪,但受空域申请限制,不能及时作业.气球携带碘化银焰弹增雨（雪）作业,具有低廉、成核率较高、机动性强、易于操作、使用安全（焰剂为播撒）、不受空域限制、能够及时开展人工增雪作业.既可固定点作业,也可根据风向和预定效果区移动作业.所以对于朝阳干旱地区抗旱,作为飞机、火箭（高炮）以外的补充手段,具有十分重要的意义.

1 气球焰弹特性

由喀左县气象局研制的“气球携带碘化银焰弹增雨雪新技术”于2005 年11 月通过了中国气象科学研究院人工影响天气研究所鉴定检测,其焰剂的配方中AgI 含量为6% ,在-10℃温度条件下冰核生成率平均为6.3×1013/ 克（北京理工大学研究的焰弹冰核生成率为5.0×1013/ 克）,达到同类研究国内先进水平,可在北方中纬度地区使用推广,非常适合稳定云层开展增雨雪作业.缺点是不像高炮和火箭弹着点可控,而随低空风飘移.

焰弹采用纸质外壳,圆柱状,长15 厘米,直径2 厘米,内装碘化银2 克、碘化银80 克,总重量85 克左右.焰弹上端有与气球连接的自悬挂绳,选用22 号气球,用氢气吹起后与其连接.焰弹下端安装了用药水浸泡过的延时引信,不怕雨水喷淋.延时引信末端装有电点火装置,用一节干电池就可将其点燃,焰弹在云中采用燃烧的方式播撒碘化银焰剂120秒,云中增加了大量的人工冰核,从而弥补了云中冰晶数量浓度的不足.

2 天气系统

2015 年2 月19 日上午,朝阳市气象台与沈阳区域中心气象台进行天气会商,受蒙古气旋影响,20 日朝阳市将有一次大范围、稳定性的雨夹雪天气过程.蒙古气旋一般为层状云,其水平范围宽广持续时间长,云层稳定,云内上升气流小,顶部平坦.

3 组织实施

3.1 选择作业点原则

一是确定此次降水的云层高度及零度层高度上的盛行风向风速；二是确定效果区位置范围：分析天气系统,根据风向、风速,到受益区上方布设,每点间距离5~8 公里为宜,如条件允许,扩大催化面积,同时布多个施放点呈扇形或梯形效果更好；三是确定适合此次降水过程的作业阵地,在交通、通讯、制氢、人员、环境方面能够适合作业,且能保证安全作业,并条件达到预期效果.

根据以上条件,喀左县在春季2000 米高度多西南风的位置上,在喀左县选择了5 个乡（镇）作为作业点.分别是坤都营子、官大海、六官、平房子、南公营子.其布局如图1.

3.2 选择气球焰弹型号

气球焰弹分长、短引信焰弹：长引信20 厘米,短引信15厘米,延时引信1 分钟燃烧1 厘米.根据云和降水宏观特征及云的微物理特征判断,决定选用短引信焰弹.

3.3 实施作业

根据朝阳新一代714CD 雷达回波资料,2 月20 日10 时59 分,大范围降雪回波移入凌源、喀左境内（见图2）,通知各预设阵地作业队员做好相应准备.

作业操作.使用22 号气球充以氢气,控制升速100 米/分,一定要系好气球以防漏气或焰弹脱落而掉在地上喷发可能引发火灾.

抓住有利天气时机,请示有关部门后,下达作业指令.

作业人员接到增雨作业指令后,充灌好22 号气球,将一枚焰弹用2 米长小线系在球下,点燃焰弹放飞（点燃时应远离灌球场）,焰弹在云中发烟60~70 秒,发烟期间因为气球升速为100 米/ 分,由于地面和近地层风向和风速的脉动影响,使几十个焰弹分布在云中一个大扇面上引燃,在较大范围内起到人工引入晶核的作用,达到增加降水量的目的.

应注意的问题：掌握好风速,当地面风速超过6 米/ 秒,会影响气球的上升速度,施放时应综合把握.

4 增雪作业效果分析

在此次降雪过程中,喀左县5 个预设阵地共施放气球焰弹328 枚,用时40 分钟.作业后雷达回波见图3.

从实施气球携带碘化银焰弹作业后,喀左县受影响区的降雪量见表1,影响区内观测站降雪量均在5.5 毫米以上,达到大雪量级.而在无作业影响区的凌源市降雪量在5 毫米以下.

从此次人工增雪个例分析,增雪量达到10%~20%.此次降雪,有效地缓解了全市前期干燥的气候状况,对全市土壤保墒、净化空气、改善森林防火和全市春播生产创造了极为有利的条件.

5 结语

当云和降水过程处于发展或持续阶段,云层较厚,云底较低,有持续上升气流是增雨（雪）的最佳时机.

利用气球携带碘化银焰弹作业在大范围、稳定性的层状云降水效果明显.在朝阳地区春季有华北气旋、蒙古气旋等天气过程均可实施作业.

在1 次层状云气球焰弹增雨作业,缩短作业时间,每个作业点施放气球在50~60 个范围内为宜,也可根据云系发展情况做适当调整.

利用气球携带碘化银焰弹对冷云催化作用效果明显,由于其成本低、成核率高适用北方干旱地区增雨（雪）作业,作为飞机、火箭增雨作业的补充手段是非常必要的.

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