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摘 要：文章根据历史气象资料总结了永州冰雹的气候概况及天气预报指标，提出了永州烤烟人工消雹的关键时段、技术流程、技术方法、实践体会。
关键词：永州；烤烟生产；人工影响天气应用研究
中图分类号：P481 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20150633180
永州因适宜的气候及土壤条件，使得永州烟叶具有品质优良、浓香型特色突出的质量特点，深受工业企业的青睐，市场需求旺盛。到2014年全市烤烟种植面积达到了16675hm2左右，主要种植区域分布在永州南部的宁远、江华、新田、蓝山、道县、江永等6县，北部东安县有近667hm2的种植面积。烟叶种植大部分时段是在“露天工厂” 环境下进行，冰雹是危害烟叶生产的重大气象灾害之一，烟叶栽培前期的连续低温阴雨天气和烟叶生产后期出现的旱灾对烟叶的生产也有一定的影响。2012～2014年在永州市烟草局的支持下，永州市气象局组织技术人员开展了人工消雹在永州烤烟产区中的应用研究，2014年湖南省气象局下达了《人工影响天气在永州烤烟产区中的综合应用研究》科研课题。
1 永州冰雹的气候概况及天气预报指标
1.1 永州冰雹天气概况
根据1951～2012年永州全市各国家气象站的气候资料和历史调查收集到的冰雹资料分析：尽管冰雹天气是1个小概率事件，但永州市一年四季之中除了7月、8月、9月、12月未出现过冰雹外，其他各月在历史上都出现过冰雹灾害。从气象历史资料分析：2月份最多的1a出现过3次（1959年），3月份最多的1a出现过4次（1966年），4月份最多的1a出现过2次（1966年），5月份最多的1a出现了2次，由于冰雹是局部范围的灾害，还有不少冰雹没有降在气象站，从而没有气象观测记录，实际情况是冰雹灾害的次数要比上述气象记录数据要多。永州市冰雹集中出现在3～4月，约占全年冰雹总次数的50%，且日出现时间多出现在午后至傍晚。
通过对2007～2012年永州发生冰雹及对应的雷达回波发射率资料分析：永州冰雹多发区主要有2个：阳明山及其周围和九嶷山及其周围。冰雹及降雹云移动路径主要有3条：北路经由怀化、邵阳南部或雪峰山南部，进入永州市祁零盆地南部（阳明山北部），最后消失于祁阳金洞山区或常宁东部地区；西路由江永西部往东，经道县南部、江华北部进入九嶷山区；南路由道县西部仙子脚、寿雁及其南部月岩林场往东北发展，进入阳明山南部地区，最后消失于新田北部山区。
1.2 冰雹天气形势及预报指标
1.2.1 永州冰雹的主要天气形势
永州冰雹的主要天气形势有：高空冷槽、地面冷锋前飑线降雹型；高空冷槽、地面锋后降雹型；南支槽、地面倒槽锋生降雹型（图略）。较我省湘北地区冰雹的主要天气形势简单一点。
对2007～2012年出现冰雹的气象站宁远、江华、新田、蓝山、道县、江永站资料的压、温、湿3要素分析，发现3要素是否出现异常值或将出现异常值是出现冰雹天气最大的特征：如超过同期多年极端最低气压、极端最高温度和湿度的平均值。无量纲值E-T是否大于0或Ln（E/T）是否大于1和单站剖面图上是否连续2～3d以上持续南风、降压、升温、升湿等。
1.2.2 冰雹天气预报的物理量主要指标
由于永州没有高空站，故对上游站怀化（57749）、桂林（57957）2站的2007～2012年出现冰雹天气的高空资料进行物理量诊断分析发现：
沙氏指数SI≤-3，冰雹天气易发生；
干静力不稳定度（△T=T850 -T500），△T≥26，冰雹天气易发生；
不稳定总能量It ， 当It>6时，冰雹天气易发生。
当怀化、桂林站物理量特征值达到上述3种指标之一时，预报员就要特别注意，永州辖区内出现冰雹的概率就非常大。
当然在出现冰雹的同时，也常与其它强天气伴生（如大风）出现，冰雹天气主要的影响是中小尺度天气系统，过去由于监测技术不够，造成预报的空漏率很大，近年随着新一代天气雷达的使用，对强对流天气的监测预报能力有了很大的提高，对历年出现冰雹天气的永州雷达产品分析发现：出现冰雹天气的雷达回波图上，有三体散射出现、雷达回波强度可达50dBz以上，并且有V型缺口等现象，这些特征都可作为有冰雹等强对流天气出现雷达预报指标。
2 烤烟人工消雹的关键时段
烤烟播种和育秧一般都是在大棚内，可以保证秧苗的温度和湿度，移栽一般在3月的上旬，生长期4～6月，收割期在6月的中、下旬～7月上旬，据前面的分析，永州3～4月冰雹灾害的频率最大，而冰雹是危害烟叶生产的重大气象灾害之一，冰雹对烤烟的损害有时候可以造成颗粒无收，一场冰雹下来，冰雹直径稍大可以把烤烟打的只剩下光溜溜的茎秆。因此每年的3～4月是烤烟人工消雹最关键的时段，5～6月也不能放松，同时有的年份在6月要兼顾做好人工降雨抗旱，保证烤烟的正常生长。
3 烤烟人工消雹的技术流程
经过多年的人工影响天气作业，总结烤烟人工防雹的流程（见图1）。
4 人工消雹的原理和技术方法
冰雹对农业的危害虽然不像干旱影响的面积大，但由于它形成和发展快，雹粒动能大，常常会给一些地区的农业生产造成严重损失，有时甚至会导致农产品、果品、粮食绝产无收。所谓人工防雹，早在200a前就有人进行尝试，是采用人为方法对一个地区上空可能产生冰雹的云层施加影响，使云中冰雹胚胎不能发展成冰雹，或者使小冰粒在变成大的冰雹之前就降落到地面。冰雹云常常是发展很旺盛的对流云（cb云）。产生冰雹的主要条件是：云中气流要有强烈的上升运动，并且空气中要有大量的水汽。只有这样，云中小的冰雹胚胎才有发展成冰雹的足够水分供应，才有充分的机会捕捉云中水分使自身不断增大。人工防雹的原理：就是设法减少或切断小冰胚的水分供应。所采用的方法与人工增雨的方法类似，只是要达到防御冰雹的效果，一般需要向云中播撒比增雨还要多的大量催化剂，以产生大量冰晶，迅速形成更多的水滴或冰粒，造成同雹胚竞争水分的优势，从而抑制雹块的增长。通常，人工防雹是用高炮或火箭将装有碘化银的弹头发射到冰雹云的适当部位，以喷焰或爆炸的方式播撒碘化银，或用飞机在云层下部播撒碘化银焰剂。 4.1 采取三七高炮向雹云发射催化弹消雹试验效果情况
在采取三七高炮人工消雹之前，在我国西北地区就有利用土炮进行人工消雹的实践，现在全国都是改用三七高炮向冰雹云发射碘化银催化弹来实施消雹作业。永州市气象部门在过去实施人工消雹试验的基础上，近3a来连续进行了三七高炮人工消雹试验，累计作业15次，作业完成后，共有13次作业影响区内没有出现冰雹，2次出现了小冰雹，但对农作物没有造成危害。试验结果表明，在永州这个多山的地区使用三七高炮进行人工消雹效果是明显的。对于作业后仍出现了2次小冰雹的原因，分析认为主要是用弹量不足或者未在最佳时期作业造成的。
4.2 采取车载火箭向雹云发射催化火箭消雹试验效果情况
永州市2003年全市各县区都购置了1套人工影响天气车载火箭作业系统，2011～2013年，各个县区又都新增了车载火箭1～3套。由于车载火箭灵活机动、作业方便，普受各县区喜欢。近3a来，气象部门使用车载火箭实施烤烟人工消雹累计79次，作业影响区内没有出现冰雹的77次，出现了小冰雹的2次，小冰雹对农作物没有出现明显危害。整体上来看，作业效果是很明显的。对作业后仍出现了2次小冰雹的原因：受空域飞行管制部门对作业审批时间的影响，没有在最佳作业时间进行作业，延误了作业时期，降低了作业效果；因火箭弹较贵，前期作业人员用弹量偏少，造成作业效果不佳；冰雹云团太强，难以将冰雹彻底消除。这些问题还有待在以后工作中进一步研究探索。
4.3 高炮与火箭2种技术方法试验效果比较分析
近3a来，永州市气象部门分别采取三七高炮和车载火箭2种方式进行了人工消雹作业试验，整体上来看，2种方法的作业效果都是明显的。三七高炮的优点：射程远、高，炮弹价格低；缺点：定点作业、移动困难，设备老化厉害，专业炮手难聘。车载火箭的优点：小巧灵活，机动性强，可以追着云团作业；缺点：炮弹价格太高。上面表明，采用车载火箭作业比采用三七高炮作业消雹的效果还要略好一些。但由于作业的总次数没有足够的多，用车载火箭进行人工消雹的效果是不是一定比高炮好？我们尚不敢就给出这样的科学定论，还有待以后进一步验证。
5 烤烟人工消雹的实践体会
5.1 严密监视天气变化，科学研判
冰雹是cb云的产物，每年3～6月正是永州市的多雨季节，经常会出现cb云，但只是少数情况下cb云会有冰雹产生，为了防汛的安全和避免人工消雹作业浪费，我们不可能对每一个cb云团都进行人工消雹作业。因此，天气预报人员必须严密监视天气的变化，特别是要严密关注天气雷达回波的变化情况，科学研判，提前准确作出冰雹的短时预报。为及时科学实施人工消雹作业提供技术指导。
5.2 作业时间上打早不打迟
实施人工消雹的原理是不让冰雹形成或减小冰雹的直径，让小冰雹在下降的过程中溶化。因此，我们要提前对冰雹云实施人工消雹作业，延误了作业时间就会降低消雹的效果。
5.3 用弹量上多打不少打
冰雹是cb云发展到特别强盛时的产物，而且冰雹的生消时间很短，要在很短的时间内消除或减弱冰雹的生成发展，必须要有足够的催化剂去影响冰雹云团。因此，在实施人工消雹作业时用弹上只能多打不能少打，否则，达不到消雹的最佳效果。
6 结束语
永州地处南岭山脉北麓，受南岭山脉影响，天气复杂，多气象灾害，通过3a的人工消雹试验研究，在永州采取高炮和车载火箭实施人工消雹作业是很有效的，值得推广。
参考文献
[1] 零陵地区革命委员会气象局编.湖南省零陵地区气候志[M]，1975.
[2] 潘志祥等.湖南天气预报手册[M]，2013.
[3] 永州天气预报手册[M]，2013.
关键词：永州；烤烟生产；人工影响天气应用研究
中图分类号：P481 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20150633180
永州因适宜的气候及土壤条件，使得永州烟叶具有品质优良、浓香型特色突出的质量特点，深受工业企业的青睐，市场需求旺盛。到2014年全市烤烟种植面积达到了16675hm2左右，主要种植区域分布在永州南部的宁远、江华、新田、蓝山、道县、江永等6县，北部东安县有近667hm2的种植面积。烟叶种植大部分时段是在“露天工厂” 环境下进行，冰雹是危害烟叶生产的重大气象灾害之一，烟叶栽培前期的连续低温阴雨天气和烟叶生产后期出现的旱灾对烟叶的生产也有一定的影响。2012～2014年在永州市烟草局的支持下，永州市气象局组织技术人员开展了人工消雹在永州烤烟产区中的应用研究，2014年湖南省气象局下达了《人工影响天气在永州烤烟产区中的综合应用研究》科研课题。
1 永州冰雹的气候概况及天气预报指标
1.1 永州冰雹天气概况
根据1951～2012年永州全市各国家气象站的气候资料和历史调查收集到的冰雹资料分析：尽管冰雹天气是1个小概率事件，但永州市一年四季之中除了7月、8月、9月、12月未出现过冰雹外，其他各月在历史上都出现过冰雹灾害。从气象历史资料分析：2月份最多的1a出现过3次（1959年），3月份最多的1a出现过4次（1966年），4月份最多的1a出现过2次（1966年），5月份最多的1a出现了2次，由于冰雹是局部范围的灾害，还有不少冰雹没有降在气象站，从而没有气象观测记录，实际情况是冰雹灾害的次数要比上述气象记录数据要多。永州市冰雹集中出现在3～4月，约占全年冰雹总次数的50%，且日出现时间多出现在午后至傍晚。
通过对2007～2012年永州发生冰雹及对应的雷达回波发射率资料分析：永州冰雹多发区主要有2个：阳明山及其周围和九嶷山及其周围。冰雹及降雹云移动路径主要有3条：北路经由怀化、邵阳南部或雪峰山南部，进入永州市祁零盆地南部（阳明山北部），最后消失于祁阳金洞山区或常宁东部地区；西路由江永西部往东，经道县南部、江华北部进入九嶷山区；南路由道县西部仙子脚、寿雁及其南部月岩林场往东北发展，进入阳明山南部地区，最后消失于新田北部山区。
1.2 冰雹天气形势及预报指标
1.2.1 永州冰雹的主要天气形势
永州冰雹的主要天气形势有：高空冷槽、地面冷锋前飑线降雹型；高空冷槽、地面锋后降雹型；南支槽、地面倒槽锋生降雹型（图略）。较我省湘北地区冰雹的主要天气形势简单一点。
对2007～2012年出现冰雹的气象站宁远、江华、新田、蓝山、道县、江永站资料的压、温、湿3要素分析，发现3要素是否出现异常值或将出现异常值是出现冰雹天气最大的特征：如超过同期多年极端最低气压、极端最高温度和湿度的平均值。无量纲值E-T是否大于0或Ln（E/T）是否大于1和单站剖面图上是否连续2～3d以上持续南风、降压、升温、升湿等。
1.2.2 冰雹天气预报的物理量主要指标
由于永州没有高空站，故对上游站怀化（57749）、桂林（57957）2站的2007～2012年出现冰雹天气的高空资料进行物理量诊断分析发现：
沙氏指数SI≤-3，冰雹天气易发生；
干静力不稳定度（△T=T850 -T500），△T≥26，冰雹天气易发生；
不稳定总能量It ， 当It>6时，冰雹天气易发生。
当怀化、桂林站物理量特征值达到上述3种指标之一时，预报员就要特别注意，永州辖区内出现冰雹的概率就非常大。
当然在出现冰雹的同时，也常与其它强天气伴生（如大风）出现，冰雹天气主要的影响是中小尺度天气系统，过去由于监测技术不够，造成预报的空漏率很大，近年随着新一代天气雷达的使用，对强对流天气的监测预报能力有了很大的提高，对历年出现冰雹天气的永州雷达产品分析发现：出现冰雹天气的雷达回波图上，有三体散射出现、雷达回波强度可达50dBz以上，并且有V型缺口等现象，这些特征都可作为有冰雹等强对流天气出现雷达预报指标。
2 烤烟人工消雹的关键时段
烤烟播种和育秧一般都是在大棚内，可以保证秧苗的温度和湿度，移栽一般在3月的上旬，生长期4～6月，收割期在6月的中、下旬～7月上旬，据前面的分析，永州3～4月冰雹灾害的频率最大，而冰雹是危害烟叶生产的重大气象灾害之一，冰雹对烤烟的损害有时候可以造成颗粒无收，一场冰雹下来，冰雹直径稍大可以把烤烟打的只剩下光溜溜的茎秆。因此每年的3～4月是烤烟人工消雹最关键的时段，5～6月也不能放松，同时有的年份在6月要兼顾做好人工降雨抗旱，保证烤烟的正常生长。
3 烤烟人工消雹的技术流程
经过多年的人工影响天气作业，总结烤烟人工防雹的流程（见图1）。
4 人工消雹的原理和技术方法
冰雹对农业的危害虽然不像干旱影响的面积大，但由于它形成和发展快，雹粒动能大，常常会给一些地区的农业生产造成严重损失，有时甚至会导致农产品、果品、粮食绝产无收。所谓人工防雹，早在200a前就有人进行尝试，是采用人为方法对一个地区上空可能产生冰雹的云层施加影响，使云中冰雹胚胎不能发展成冰雹，或者使小冰粒在变成大的冰雹之前就降落到地面。冰雹云常常是发展很旺盛的对流云（cb云）。产生冰雹的主要条件是：云中气流要有强烈的上升运动，并且空气中要有大量的水汽。只有这样，云中小的冰雹胚胎才有发展成冰雹的足够水分供应，才有充分的机会捕捉云中水分使自身不断增大。人工防雹的原理：就是设法减少或切断小冰胚的水分供应。所采用的方法与人工增雨的方法类似，只是要达到防御冰雹的效果，一般需要向云中播撒比增雨还要多的大量催化剂，以产生大量冰晶，迅速形成更多的水滴或冰粒，造成同雹胚竞争水分的优势，从而抑制雹块的增长。通常，人工防雹是用高炮或火箭将装有碘化银的弹头发射到冰雹云的适当部位，以喷焰或爆炸的方式播撒碘化银，或用飞机在云层下部播撒碘化银焰剂。 4.1 采取三七高炮向雹云发射催化弹消雹试验效果情况
在采取三七高炮人工消雹之前，在我国西北地区就有利用土炮进行人工消雹的实践，现在全国都是改用三七高炮向冰雹云发射碘化银催化弹来实施消雹作业。永州市气象部门在过去实施人工消雹试验的基础上，近3a来连续进行了三七高炮人工消雹试验，累计作业15次，作业完成后，共有13次作业影响区内没有出现冰雹，2次出现了小冰雹，但对农作物没有造成危害。试验结果表明，在永州这个多山的地区使用三七高炮进行人工消雹效果是明显的。对于作业后仍出现了2次小冰雹的原因，分析认为主要是用弹量不足或者未在最佳时期作业造成的。
4.2 采取车载火箭向雹云发射催化火箭消雹试验效果情况
永州市2003年全市各县区都购置了1套人工影响天气车载火箭作业系统，2011～2013年，各个县区又都新增了车载火箭1～3套。由于车载火箭灵活机动、作业方便，普受各县区喜欢。近3a来，气象部门使用车载火箭实施烤烟人工消雹累计79次，作业影响区内没有出现冰雹的77次，出现了小冰雹的2次，小冰雹对农作物没有出现明显危害。整体上来看，作业效果是很明显的。对作业后仍出现了2次小冰雹的原因：受空域飞行管制部门对作业审批时间的影响，没有在最佳作业时间进行作业，延误了作业时期，降低了作业效果；因火箭弹较贵，前期作业人员用弹量偏少，造成作业效果不佳；冰雹云团太强，难以将冰雹彻底消除。这些问题还有待在以后工作中进一步研究探索。
4.3 高炮与火箭2种技术方法试验效果比较分析
近3a来，永州市气象部门分别采取三七高炮和车载火箭2种方式进行了人工消雹作业试验，整体上来看，2种方法的作业效果都是明显的。三七高炮的优点：射程远、高，炮弹价格低；缺点：定点作业、移动困难，设备老化厉害，专业炮手难聘。车载火箭的优点：小巧灵活，机动性强，可以追着云团作业；缺点：炮弹价格太高。上面表明，采用车载火箭作业比采用三七高炮作业消雹的效果还要略好一些。但由于作业的总次数没有足够的多，用车载火箭进行人工消雹的效果是不是一定比高炮好？我们尚不敢就给出这样的科学定论，还有待以后进一步验证。
5 烤烟人工消雹的实践体会
5.1 严密监视天气变化，科学研判
冰雹是cb云的产物，每年3～6月正是永州市的多雨季节，经常会出现cb云，但只是少数情况下cb云会有冰雹产生，为了防汛的安全和避免人工消雹作业浪费，我们不可能对每一个cb云团都进行人工消雹作业。因此，天气预报人员必须严密监视天气的变化，特别是要严密关注天气雷达回波的变化情况，科学研判，提前准确作出冰雹的短时预报。为及时科学实施人工消雹作业提供技术指导。
5.2 作业时间上打早不打迟
实施人工消雹的原理是不让冰雹形成或减小冰雹的直径，让小冰雹在下降的过程中溶化。因此，我们要提前对冰雹云实施人工消雹作业，延误了作业时间就会降低消雹的效果。
5.3 用弹量上多打不少打
冰雹是cb云发展到特别强盛时的产物，而且冰雹的生消时间很短，要在很短的时间内消除或减弱冰雹的生成发展，必须要有足够的催化剂去影响冰雹云团。因此，在实施人工消雹作业时用弹上只能多打不能少打，否则，达不到消雹的最佳效果。
6 结束语
永州地处南岭山脉北麓，受南岭山脉影响，天气复杂，多气象灾害，通过3a的人工消雹试验研究，在永州采取高炮和车载火箭实施人工消雹作业是很有效的，值得推广。
参考文献
[1] 零陵地区革命委员会气象局编.湖南省零陵地区气候志[M]，1975.
[2] 潘志祥等.湖南天气预报手册[M]，2013.
[3] 永州天气预报手册[M]，2013.