大方县“2021?5?12”冰雹天气过程及人工防雹作业分析

衮毅 李玮 毛倩 武孔亮 胡妍妍

摘要 利用常规气象观测资料和人工防雹作业信息，分析了大方县2021年5月12日出现的冰雹天气过程。结果表明：此次过程主要受切变线和地面辐合线的影响，“上干下湿”的大气层结在午后地面加热作用下触发强对流天气。12日傍晚至夜间，大方县8个人工防雹炮站作业28次，使用人雨弹562发，在作业区域的雷达回波强中心高度降低，强度减弱，防雹作业效果明显，但减弱后的回波在有利条件下二次增强。此次冰雹天气过程强度强，影响范围广，共造成大方县南部10个乡镇降雹，13 612人受灾，直接经济损失2 798.2万元。

关键词 大方县；强对流天气；雷达回波；人工防雹

中图分类号：P482 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2023）07–0123-03

贵州是全国冰雹灾害最严重的地区之一，冰雹多分布于地势较高的中西部地区，且主要集中在3—5月[1]。大方县位于贵州省西北部、毕节市中部的黔西北高原向黔中山原丘陵过渡斜坡地带，大部分海拔在1 400～1 900 m之间，受地形影响，冰雹天气频发，年均降雹日为3.6 d，在毕节地区属于次高发区[2]。大方县冰雹天气集中在烤烟、樱桃、玉米等重要作物生长发育的关键期，对当地农业生产造成巨大威胁。人工防雹是减轻或避免冰雹灾害的重要科技手段之一，大方县使用高炮开展人工防雹已有30余年，防雹保护面积近1 000 km2，人工防雹社会经济效益明显[3]。

1 冰雹天气过程概况

2021年5月12日傍晚，大方县出现强对流天气，猫场、马场、牛场、绿塘、对江等10个乡镇出现降雹（表1）。冰雹普遍如黄豆大小，其中最大降雹密度和直径出现在黄泥塘，降雹密度为100粒/m2，直径20 mm；降雹持续时间最长的是羊场，持续时间为12 min。此次冰雹天气过程强度大，持续时间长，影响范围广，共计造成13 612人受灾，农作物受灾2 450 hm2，成灾2 450 hm2，绝收1 773.9 hm2，房屋一般损坏151户415间，倒塌1户4间，共计经济损失2 798.2万元。

冰雹云生成于赫章县境内，东移过程中不断发展增强，分2轮影响大方县。18：00～21：00，全县8个作业炮站作业28次，用弹量562发，在县人影办的统一指挥调度下，各炮站上下游联防，最大程度遏制了冰雹云的发生发展，有效减轻了冰雹带来的经济损失。

2 天气形势

有利的环流形势在低涡、切变线等天气系统与热对流不稳定条件的配合下，易发生大范围的冰雹天气过程，而局地热对流不稳定条件产生的降雹天气往往比较孤立分散。5月12日20：00，500 hPa中高纬度地区为多槽脊形势，中低纬度地区孟加拉湾季风槽维持，高原东侧到四川一带受高空槽影响，副高588等值线在华南沿岸至沿海地区摆动，西脊点在中南半岛西部至东部地区摆动，贵州到华南地区处于孟加拉湾槽前和副高西北侧西南气流控制；700 hPa贵州为西南气流控制，风速在10～12 m/s之间，夜间风速增大，急流建立；850 hPa和925 hPa贵州中部地区有切变线活动，随着风速的增大，急流建立，切变辐合加强；中低层水汽条件十分充沛，700 hPa比湿达10 g/kg，850 hPa比湿达14 g/kg，850 hPa与500 hPa的温差达27 ℃，大气层结暖湿不稳定，有利于强对流天气发生；地面辐合线位于贵州中部偏北地区（图1）。在切变线与地面辐合线的共同影响下，12日傍晚到夜间在贵州中西部地区出现范围较广的强对流天气。

3 环境物理特征

利用贵阳和威宁探空站12日探空资料进行对比分析，08：00和20：00贵阳、威宁的0 ℃层在4.7～5.0 km之间，-20 ℃层在8.1～8.4 km之间，且大气呈现“上干下湿”的状态，湿度层大致呈现“喇叭口”状态，低层水汽丰富，为强对流天气提供有利条件。08：00～20：00，贵阳K指数由39上升至42.5，不稳定能量由178.3 J/kg变为2 548.2 J/kg，威宁的CAPE也由0 J/kg上升至306.5 J/kg，说明午后地面加热使得大气层结不稳定性增强。垂直风场上中高层主要是平直西风，低层至地面风随高度顺时针旋转，且存在垂直风切变。环境场既有水汽，又有不稳定扰动能量，有利于对流系统的发展。

4 作业情况及雷达回波特征

16：39，CPAS系统显示在赫章县境内生成2块回波，一块位于赫章中部，另一块位于赫章东南部松林坡。由松林坡生成的回波东移过程中强度逐渐减弱消失，而赫章中部生成的回波东移动过程中强度不断发展增强。17：36，威宁中部有回波单体生成，东移过程中不断有回波单体生成、合并。18：40，回波已发展成为3块，赫章中部生成的超级单体东移过程中在最前端，冰雹云强中心在纳雍境内（图2）。

4.1 第一轮防雹

18：46，雹云逼近大方黄家寨炮站，垂直剖面图可看出，回波悬垂，回波强中心达到65 dBz，且高度超过10 km，具有强冰雹云结构特征（图3）。18：49，大方黄家寨炮站申请防雹作业，用弹量28发。第1次作业后，强回波中心65 dBz高度下降至8 km左右，作业起到了一定效果，但降雹可能性还很大。18：55～18：56，黄家寨炮站第2次作业，用弹量19发；19：02～19：04，黄家寨第3次作业，用弹量24发；19：08～19：10，黄家寨第4次作业，用弹量19发。由图3可看出，作业后回波强中心强度明显减弱，第3次作业后悬垂状回波开始接地，65 dBz高度明显降低。19：14，回波强中心已经东移过黄家寨炮站，19：14～19：16，黄家寨第五次作业，作业方式由迎着打改为追着打，用彈量19发。此时回波已经接地，回波强中心由65 dBz下降至45 dBz，且回波顶高明显下降，作业效果明显。

19：26，回波东移超出黄家寨高炮射程范围（图4），在鼎新、绿塘出现降雹。猫场、高店、绿塘海拔分别为1 400、1 700和2 325 m，地势西低东高，冰雹云由猫场东移翻越高店菁梁子和绿塘龙昌坪大山时，在地形抬升作用下，45 dBz回波高度上升至11 km左右，回波强中心65 dBz高度约为8 km。由于冰雹云在大方炮站高炮射程外，抑制不及时，对江镇（高店）、小屯乡出现降雹，最大冰雹直径8 mm，密度30粒/m2。

19：55，冰雹云发展为2块，一块向羊场、理化方向东进，一块朝大方城区方向移动。20：06，回波进入大方炮站射程内，大方炮站开展作业，用弹量19发，作业后回波强度减弱，随后逐渐减弱消失，大方城区无降雹。而朝羊场方向的45 dBz回波顶高达10 km，回波强中心65 dBz高度在4～6 km，20：05～20：06，羊场、理化开展作业，用弹量分别为30、20发；20：14～20：16，羊場再次作业，用弹45发，作业后回波强度减弱，而后继续增强，20：18～20：24，羊场、理化继续作业，用弹共70发。20：14～20：26，羊场降雹。20：24，冰雹前端进入黄泥塘，20：25，黄泥塘炮站申请作业，20：36批复，20：36～20：37开展作业，用弹量10发，由于空域批复时间较长，未能及时开展作业，冰雹云再次发展增强。20：30～20：34，黄泥塘出现降雹，冰雹直径与密度为此次过程之最。20：50，冰雹云移出大方县境内。

4.2 第二轮防雹

由赫章发展过来的多单体雷暴群在七星关、纳雍境内发展连成一线，20：00进入大方县境内，对比大方TWRZ-01雷达与CPAS回波显示，两者回波所在位置相同（图5）。冰雹云进入大方东移过程中回波强度增强，20：17～20：18黄家寨炮站开展作业。20：30，回波强度减弱，20：42分回波东移过程中强度逐渐减弱并分化为2块：一个沿第一轮冰雹云移动路径东移，另一个向马场、牛场方向移动。由于第一轮降雹后，下垫面对流不稳定能量减弱，该路径上的回波强度减弱，转为降水回波，未出现降雹。

马场路径上的雹云得到发展，并产生降雹。20：36～20：50，马场、牛场炮站开展作业6次，用弹量100发。20：51，牛场、理化的回波强度再次增强，20：50～21：05，牛场、马场、理化、黄泥塘开展作业，用弹量78发。21：06～21：08，理化降雹。21：21～21：22，黄泥塘、鸡场开展作业，用弹量32发，作业后回波强度减弱，21：21～21：24，鸡场降雹。21：42，回波东移出大方减弱后逐渐消失。

5 防雹作业分析

作业时机、作业部位和用弹量是影响防雹作业效果的重要因素，作业有效批复率直接影响作业时机。第一阶段作业12次，除黄泥塘炮站外，其余炮站申请作业都能在10 min内得到批复；第二阶段申请作业17次，作业16次，10 min内批复率100%。马场、鸡场在此次过程中，已降雹才申请开展作业；黄泥塘炮站20：25申请作业，但未及时得到批复，冰雹云得到充分发展，导致降雹直径与密度为此次冰雹过程降之最；牛场、羊场降雹前已开展作业，但用弹量偏少，对强冰雹云的抑制不够。

防雹作业能抑制冰雹云的发展，对减轻冰雹灾害有一定的效果，但并不能完全避免冰雹灾害。黄家寨、羊场、牛场、理化在开展防雹作业后，冰雹云的强度明显减弱，作业后有降雹，但降落至地面的冰雹主要为细小软雹，且减弱后的冰雹云有机会再次发展至增强。如第二阶段马场、牛场路径上的雹云在作业后减弱，但在牛场、理化交界处得到加强，并在理化、鸡场产生降雹。

6 结论

此次过程主要受切变线和地面辐合线的影响，“上干下湿”的大气层结为强对流天气提供有利条件，在午后地面加热作用下不稳定能量增加，触发强对流天气，受地形抬升与下垫面加热作用，雹云得到发展增强，产生降雹。

人工防雹作业对雹云的抑制有效，但受作业时机、作业部位、催化效果等因素的影响，无法完全消除冰雹灾害。作业后也可能降雹，但主要为细小软雹，成灾性较小，减弱后的冰雹云有机会再次发展增强，产生二次降雹，因此不能放松对已经减弱或降雹的雹云跟踪监测。

参考文献

[1] 邹书平.贵州省冰雹云雷达回波图集（2006—2015）[M].北京：气象出版社，2017.

[2] 周庶，黄秀文，郑园，等.毕节市冰雹气候及特征参数分析[J].农业与技术，2019，39（5）：144-146.

[3] 邹书平，李勇，黄钰.贵州冰雹防控外场试验论文汇编（2017—2019）[M].北京：气象出版社，2021.

“2021.5.12” Hail Weather Process and Analysis of Artificial Hail Suppression Operations in Dafang County

Gun Yi et al（Guizhou Dafang County Meteorological Bureau， Dafang， Guizhou 551600）

Abstract Using conventional meteorological observation data and artificial hail suppression operation information， the hail weather process occurred on May 12， 2021 in Dafang County was analyzed. The results showed that this process was mainly affected by shear lines and ground convergence lines， and the “dry up and wet down” atmospheric stratification triggers strong convective weather under the effect of ground heating in the afternoon. From the evening of the 12th to the night， 8 artificial hail suppression gun stations in Dafang County operated 28 times， using 562 human rain bombs. The radar echo intensity in the operation area decreased in the center height， weakened in intensity， and the effectiveness of hail suppression operations was significant. However， the weakened echo was strengthened twice under favorable conditions. The hail weather process was strong and affected a wide range， causing hailstones in 10 towns and townships in the south of Dafang County， affecting 13612 people and causing a direct economic loss of 27982 million yuan.

Key words Dafang County; strong convective weather; radar echo; artificial hail suppression