高炮人工防雹增雨业务规范

高炮人工防雹增雨业务规范 （试 行）

中国气象局科技教育司 二000年十二月

目 录

第一章 总则 …………………………………………………………….2 §1.1 高炮防雹增雨作业科学依据 ……………………………………2 §1.2 高炮防雹增雨作业技术条件……………………………………..2 §1.3 高炮防雹增雨作业流程……………………………………………3 §1.4 高炮防雹增雨作业程序规定 ……………………………………4 第二章 基础条件 ………………………………………………………….4 §2.1 高炮………………………………………………………………..4 §2.2 基本探测设备 ……………………………………………………5 §2.3 作业人员 ……………………………………………………… §2.4 安全事项…………………………………………………………第三章 技术任务………………………………………………………… §3.1 各级作业技术任务 ……………………………………………… §3.2 探测仪器的使用及维护 ……………………………………… §3.3 通讯 ……………………………………………………… §3.4 资料的收集、处理 ………………………………………第四章 作业时机选择 ………………………………………………… §4.1 预警及短时预报 …………………………………………… §4.2 冰雹云识别和作业时机选择 §4.3 增雨作业时机选择 ………………………………………… §4.4 作业时机选择流程 ………………………………………第五章 作业设计与实施 ……………………………………………… §5.1 防雹作业方案设计 ……………………………………… §5.2 增雨作业方案设计……………………………………………… §5.3 云体积估算 ……………………………………………… §5.4 催化剂成核率和云含水量 …………………………………… §5.5 用弹量估算 …………………………………………………… §5.6 射击方法…………………………………………………………第六章 效果评估 ………………………………………………………… §6.1 效果评估的要求………………………………………………… §6.2 物理依据………………………………………………………… §6.3 地面实况资料 ………………………………………………… §6.4 作业影响区范围估算…………………………………………… §6.5 综合分析与显著性检验 ……………………………………… §6.6 四种防雹效果评估方法………………………………………… §6.7 增雨效果评估 …………………………………………………§6.8 试验区效果评估…………………………………………………

附表1、“三七”高炮人雨弹引信自炸时间、射角及所达垂直高 度和水平距离 ………………………………………附表2、部分型号人雨弹主要技术性能 附表3、高炮（火箭）人工防雹增雨作业登记表

5 ..6 ..6 6 ...7 .7 .7 ..8 .8 ………………………………….9 10 .10 ..11 .11 .12 .12 .12 .12 .13 14 .14 .14 .15 .16 .16 .16 .17 .17

..18 …………………………19 …………………………20

1

第一章 总 则

人工防雹增雨是以云和降水物理为基础的科学技术减灾手段。人工防雹增

雨作业涉及多学科、多部门，具有时间性强，专业性、安全性突出，技术要求高等特点。高炮作业对象以积云为主，不确定因素多，在短时间内必须完成多个技术环节，只有周密、细致、严格地组织，才能保证作业顺利进行。为规范高炮作业流程和作业技术，提高防雹增雨的科技水平和成效，在认真总结我国40年来高炮防雹增雨作业实践经验和科技成果的基础上，特制定《高炮人工防雹增雨作业技术规范（试行）》。

鉴于人工防雹增雨涉及的科学领域广，术环节中存在某些不确定性，还需要不断研究、术。因此，本规范在试行过程中还需要不断修改、充实和完善。 §1.1 高炮防雹增雨作业科学依据§1.1.1 防雹作业的物理依据： §1.1.1.1 过量催化

为了改变云和降水及冰雹的微物理结构，过过量催化，大量增加云中人工冰雹胚胎，争食水份的增长或化为雨滴。 §1.1.1.2 爆炸影响 通过爆炸，破坏积云形成冰雹的自然气流结构，结构，促使大量小冰雹(雹胚)在增大之前提前下落，面。此理论有待进一步观测研究证实。§1.1.2 增雨作业的物理依据：

人工增雨的主要目的是通过提高云的降雨效率，增加降水量。其物理依据是：静力催化和动力催化。

静力催化：冷云降水一般是由冰晶通过凝华（即贝吉隆水－冰转化）过程及随后的淞附或碰并过程形成的。静力催化就是在冷云中引入适量的人工冰晶，加强上述过程，使云产生更多的降水。 动力催化：在云的过冷却部位引入大量人工冰晶使云中过冷水迅速转化为冰晶，并加强凝华过程，增加云体温度和浮力，促使云体在垂直和水平方向发展，增加降水。

§1.2 高炮防雹增雨作业技术条件§1.2.1 基础设施及技术保障 高炮； 炮站；

作业人员； 作业规程； 作业技术系统； 探测设备； 通讯设备；

目前作业条件受多方面的制约，在技改进和完善其科学概念和作业技

改变冰雹生长形成的物理过程，通,降低成雹条件，抑制冰雹特别是强上升气流区的垂直融化为雨滴或小冰粒落到地

（浓度达102～104个/升），释放大量冻结潜热和凝结潜热，延长云的生命期，从而 2

资料分析处理。 §1.2.2 作业基本业务项目

作业时机与作业部位选择； 作业设计与实施； 效果评估。

§1.3 高炮防雹增雨作业流程 主要流程如图1所示。

§1.3.1 预警、预报提前6～须提前作好各种准备，防止漏报。§1.3.2 雷达监测根据当天预报在作业前回波强度达到警戒值时，应对云进行连续观测，直至天气过程结束。§1.3.3 对冰雹云的监测、识别与预警。

省级预警作业 协调(申请) 空域管制部门 通 申 批 报 请 复 市(地)级雷达作业指挥系统 (根据多种综合指标判据发出作业指令) 作 信 业 息 指 反 令 馈 县(市)级调度指挥 情(转发上级指令、完善作业设计) 况作 作 业 业 指 情 令 况 炮位实施作业 (订正作业方案、及时作业、反馈实况) 图1 高炮作业业务流程图

0.5小时做出预警，包括预报落区和时段。特别是冰雹预报，必

6小时，雷达应当进入半小时观测一次的状态，

3

作 作 业 业

指

令 3～雷达 要充分运用雷达、预报及本地历史样本等多种指标综合判断，随实况演变跟踪滚动订正。争取超前判断，早期作业。 §1.3.4 按照不同时段及时下达指令

作业指令包括作业时段、空域等，防雹作业必须按作业业务流程运作，应在冰雹云到达高炮控制区之前至少10分钟发出，尽可能提前；作业技术设计方案包括时间、方位、移向、移速、部位、高度、用弹量、射击诸元选择等指令。 §1.4 高炮防雹增雨作业程序规定

1．实施高炮人工防雹增雨作业前，作业组织必须按照空域申请程序，向当地空域管制部门履行申报手续，并登记备案。2. 高炮操作人员必须听从指挥，严格遵守操作规程，在空域管制部门批准的空域、方向和时间内作业。未经申请、批准，不准擅自作业。3. 每次作业结束后，必须按照有关规定对高炮进行维护保养，认真填写作业登记表，将作业的起止时间、射击方向、用弹型号、用弹量、天气实况等情况登记备案，收集有关技术数据和资料，并及时报送上级人工影响天气管理机构。4. 作业季节结束后，应按照上级管理部门的规定，及时报送工作总结和有关统计报表。

第二章 §2.1 高 炮

高炮是目前我国地面人工防雹增雨的主要作业装备，础设施条件。 §2.1.1 高炮布局原则

1. 经济发展的需求，在果园、棉花、茶叶、葡萄、烟草、大豆、芝麻等经济作物及重点产粮区，对防御雹灾、 2. 当地气象部门有一定的技术力量，高炮作业能在雷达等探测手段的直接指挥下进行；

3. 能够逐步做到联网作业，特别是防雹作业，更需要联网，才能收到更好的效果； 4. 高炮布局必须在摸清当地雹灾、旱灾历史规律、天气、气候、地形特征、冰雹多发路径等情况的基础上设计； 5. 开展作业地区的政府、群众和社会经济环境能提供各种保障条件。§2.1.2 炮位设立

1. 炮位的设置地点和发射方向，必须严格遵守《中华人民共和国民用航空法》、《中华人民共和国飞行基本规则》机构审核后报当地空域管制部门审查批准。2. 在作业影响区上风方4公里内，在迎风坡而不在背风坡设置；3. 在冰雹云和增雨作业云经过频数最多的路径上设置；4. 周围视野开阔，视角不小于高炮最大射程弹着点范围内城镇、村落、5. 交通、通讯方便；

基础条件 应具备以下配套保障基可望收到明显的经济效益； 的有关规定，并经省级人工影响天气管理

度，射击点远离居民区500米以上；绘制工矿企业等人口较集中地点坐标示意图；

4

旱灾有迫切需求，

45

6. 炮位地名、地标、经纬度、统一编号、通讯代码，应上报空域管制部门及上级人工影响天气管理机构。 §2.1.3 炮站建设

应建设标准化炮站。包括炮库、弹药库、值班室、高炮射击炮台、有线或无线通讯电台、简易气象观测场等，应加设围墙建成独立场院，确保炮站安全。 §2.1.4 高炮及人雨弹的使用与存放

使用与存放遵照《中国人民解放军高射炮兵双（单）三七高射炮兵器与操作教程》、《中华人民共和国民用爆炸物品管理条例》和《民兵武器装备管理条例》等有关规定执行。每年必须经专用仪器检测，并记录好高炮履历书规定的所有内容。 §2.1.5 作业高炮使用许可证

作业高炮必须经过省级主管部门年检审查。经审查合格后，发给高炮使用许可证，方可作业使用。

§2.2 基本探测设备

开展人工防雹增雨工作，应配备基本的探测和观测设备，具备实时监测天气、指挥作业和资料收集的能力。本规范分基本设备和可选设备两类。§2.2.1 基本设备

1. 天气雷达，目前主要使用数字化天气雷达，以后逐步向双偏振多普勒雷达发展。

2.常规地面观测和探空设备。 3. 地面实况观测站、点和常规观测仪器。§2.2.2 可选探测手段

1. 测雹板：目前国内外试验区普遍采用。但需要根据雹云路径和雹击带范围，周密设计，减少测量误差。应根据地形、雹灾分布密度、频数确定布置数量和位置。

2. 闪电定位仪：可作为雷达探测雹云的辅助手段。3. 雨滴谱仪：用滤纸斑迹法及地面声电滴谱仪，地面头等测量地面雨滴谱。 催化前后雨滴谱的变化可以看出人工催化作业的效果。 4. 微波辐射计：在试验区内可设微波辐射计，测量降水系统中垂直气柱液态水含量的垂直分布。在影响区和对比区各设一部， 5. GPS双频高密度综合测试系统：用于测水汽含量，可作为微波辐射计与探空的补充。 §2.3 作业人员 §2.3.1 作业指挥员

作业指挥员必须具备全心全意为人民服务的思想，人工影响天气、短时预报等综合技术，经省级人工影响天气管理机构培训、指挥员职责。 §2.3.2 炮手

高炮炮手必须政治可靠，责任心强，技术熟练，切实执行人工影响天气有关法规和规范，服从命令，听从指挥，

PMS粒子系统一维探 可作为效果评估的物理依据。 掌握专业技术，熟悉雷达、执行人工影响天气有关法规和规范；必须获得上岗资格证书，方能履行作业 5

考核后，确保安全。必须经人工影响天气管理机构培

训、考核后，获得上岗证书，才能上岗作业。 §2.3.3 技术培训

各级人工影响天气管理机构应定期对作业指挥员和炮手进行技术和安全培训。

§2.4 安全事项

安全意识应贯穿于作业的各个环节。高炮必须年检合格，高炮作业必须严格执行空域申请的有关规定，射击方向和角度避开居民区，必须严格按照高炮操作规程和人工防雹增雨人雨弹使用规定操作。

第三章

各级人工影响天气管理机构在组织高炮防雹增雨作业时应按照规范要求完

成各项技术任务。

§3.1 各级作业技术任务 §3.1.1 市(地)级作业指挥任务 1. 组织短时预报、雷达、高空和地面探测及通讯业务，形成机动、高效、灵活的综合指挥系统。必要时组织加密跟踪监测。 2. 对天气时机选择、作业设计与实施、催化、效果评估等环节按照各种指标综合分析，按各环节的不同时段，及时下达指令； 3. 与省级预警系统或省气象雷达联网，并反馈实况，不断进行对比订正； 4. 及时联通各县(市)分指挥系统，下达指令，对比当地实况，适时订正指令及作业方案；

5. 按照天气时机选择，及时申报空域，并立即传达到县级指挥系统； 6. 在冰雹云到达高炮控制区之前，提前 7. 按雷达覆盖的区域，完成指挥任务。地互相沟通，反馈实况，保证指挥效果。请相邻地（市）作业指挥中心提供雷达实时观测资料，炮位应及时向有关指挥中心反馈作业情况，确保作业指挥效果。8. 有条件的地区可直接指挥炮位作业。§3.1.2 县(市)级作业指挥任务 1. 作业期间昼夜值班，随时接收雷达等资料信息，适时接受上级指令，对照本地各种特征指标，及时向上级反馈实况和意见； 2．向辖区内有关炮位及时准确传达作业指令、各种信息和预测预报； 3．监测本地天气，订正作业时机和作业技术设计方案； 4．作业后及时收集、整理降雹、治区、直辖市）规定的统一方法，及时完成效果评估； 5．在指挥系统因通讯等原因发生故障时，指挥炮位进行作业。 §3.1.3 省级技术任务

1. 收集全省全天候监测资料，并对有可能进行作业的区域进行

10分钟以上下达指令；

(市)雷达指挥中心及有关炮位应代理指挥。受跨区指挥的

并按本省（自

及时通过其它通讯手段上下沟通，6小时—3

6

技术任务

如果部分县按行政区划属于雷达盲区，可

降水及作业情况等全部资料， 小时—半小时跟踪、滚动订正预警，并向有关地（市）级作业指挥中心及时通报预警信息；

2. 对全省各市(地)指挥系统进行协调，收集各地实况，随时了解掌握雷达联网、加密探测、卫星云图资料、闪电定位仪等可能收集到的最新信息，并综合分析、传达、沟通、反馈。向政府有关部门及时反映作业情况；

3. 全面收集各种资料。存贮每年重大作业过程的全部数据，为试验研究和效果评估提供资料； §3.1.4 防雹、增雨作业技术区别

增雨和防雹作业流程基本相同，但作业技术指标不同。各地在实际作业中，应有所区别。

§3.2 探测仪器的使用及维护

1. 雷达，使用中应按时标定、及时订正误差； 2. 各地仪器设备均应按有关使用说明进行维护、保养，使其保持良好的工作状态。

§3.3 通 讯

人工防雹增雨作业通讯依托于气象通讯网络。开展地面作业的中心，也是通讯中心。可根据实际条件，建立市市(地)—县—炮位通讯网络。 §3.3.1 市(地)级通讯中心

地(市)通讯中心及时传达作业指令位。按时将基层实况及省级预警、短时预报、种信息准确传递到县级指挥中心。 §3.3.2 县(市)级通讯中转

县(市)通讯，利用市─县─炮位通信网络及时向下转达作业指令，向上传送炮站基层实况。及时与上级指挥中心沟通，制订、订正作业设计方案，协调作用。 §3.3.3 炮位通讯

炮位利用无线和有线通讯网全天候接收上级指挥指令，空域。作业期间自始自终保持与县(市§3.3.4 省级通讯

通过省级气象通讯网传达省级预警指令、省雷达中心的信息和指导意见，传递空域信息，沟通市(地)、县级作业和灾情信息，和炮位下达作业指令、传递空域信息和其它信息。

§3.4 资料的收集、处理

人工影响天气资料、信息是作业时机选择、效果评估的基础和依据。特别是中、小尺度天气资料十分宝贵，应认真收集、析和储存。 §3.4.1 收集储存资料

人工防雹增雨每次过程从天气时机选择，效果评估、试验研究及技术总结所用过或所需要的全部资料，如雷达观测资料、探空加密观测资料、气象站

市(地)级作业指挥系统是各地(地)—炮位，或通过县级指挥中心下达或直接传达到炮省级雷达中心信息及雷达拼图等各发挥调度及时反馈实况和请示 紧急情况下，需要直接对县(市)

方案设计、指挥决策、作业实施、分（包括

7

,)或市（地）中心的联系。 自动气象站）资料、水文站和雨量站资料、雹情资料等，应完整收集、储存。 §3.4.1.1 主要资料 1．天气雷达资料；

2．地面加密观测资料；

3．气象、水文等部门自动气象站（雨量站）资料；

4．作业区内各炮位的实况、演变过程、作业前后雨量、雹情实况等资料。 5．影响区与对比区实况及作业前后雨量、雹情演变等资料。 §3.4.1.2 雷达资料收集、储存

各市(地)雷达加密跟踪监测资料十分宝贵，是防雹增雨作业中最重要的资料之一。从预警，作业设计到效果评估的雷达资料，包括每个环节每个时次，按PPI、RHI显示各种指标的使用，对炮位特别是重点炮位的全过程监测，都需尽可能完整记录和储存。

§3.4.1.3 冰雹云及灾情资料 1．冰雹灾情实况调查

对影响区、对比区，对作业炮位周围、起止时间、分布、冰雹直径、大小形状、重量，冰雹分布特征、累积厚度，雹灾的面积、受灾损失程度及冰雹照片(为效果评估提供基本依据。 2．技术条件较好的地方争取能设测雹板或照相机等，包括冰雹形状、尺度大小，分布数量、密度，计算冰雹谱和冰雹落地动能。通过分析冰雹特征及其随时间演变等，了解作业前后冰雹物理特征的变化，估提供重要依据。 §3.4.1.4 增雨作业前后的实况资料 1．影响区、对比区内作业后102．作业前后天气雷达观测资料；§3.4.1.5 防雹增雨作业登记表（见附表

第四章 作业时机选择

作业时机选择应以雷达实时跟踪观测云系演变状况为基础，标进行短时预报，预报冰雹落区、时间、强度等，不断订正，及时选择作业时机及作业部位，下达作业指令。

§4.1 预警及短时预报

预警依赖于日常的天气分析和预报。指标、雷达和卫星云图等多种指标判断作业天气、区域、时机等。防雹作业由于时间性极强，主要依靠各种雷达指标判据和回波先兆特指标征分析判断，下达指令。

§4.2 冰雹云识别和作业时机选择冰雹云的识别，对于不同地区和季节、不同类型的雹云、不同发展阶段、同的探测手段和识别方式，都有差异。因此，各地应加强研究、分析和总结。目

上下风方，尽可能详细的收集到降雹)等，收集到较详细的资料，为效果评1小时及6小时雨量全部资料；

3） 综合多种判别指短时预报依靠各种天气系统特征物理量

不8

如有可能应拍到冰雹粒子及剖面的照片

分钟、 前识别冰雹云主要依据雷达回波指标（雷达应及时进行标定）。雷达回波指标因地方和季节不同而特征各异。以下是部分单位和地区总结的冰雹云雷达参量识别方法和判据，仅作为各地摸索总结当地指标的参考。各地要通过历史样本不断总结修订，建立适合本地防雹或增雨作业的雷达回波指标。 §4.2.1 利用一定强度雷达回波对应高度和顶温识别冰雹云

早期发现和识别冰雹云是人工防雹能否取得良好效果的关键，根据“九五” 国家科技攻关成果，陕西旬邑县冰雹云雷达回波特征以及与雷雨云的区别如下：

1．冰雹云初期回波和强回波都出现在0℃层到-5℃之间，在云体的中上部；而雷雨云初期回波出现高度低，强回波区一般在云的中下部。

2．冰雹云和雷雨云的回波特征有区别。冰雹云45dbz回波顶高大于7公里，顶温度低于-14℃；将冰雹云分为强和弱两种，强冰雹云45dbz回波顶高大于8公里，顶温度低于-20℃；弱冰雹云45dbz回波顶高为7—8公里，其顶温度在-15℃到-20℃之间。雷雨云强回波顶高不到7 公里。

3．雷达回波跃增增长是冰雹云发展的一个重要特征。一般冰雹生成3分钟后产生跃增增长，约5—8分钟回波达到最大高度，云内冰雹含量达到最大。回波跃增增长发生在降雹之前，是识别冰雹云的先兆特征。

4．三维冰雹云数值模式模拟的结果和实测基本一致。 依据上述研究分析结果，陕西旬邑雷达识别冰雹云以及雷雨云的指标判据如下表：

云 型 45db回波顶高(km) 45db回波顶温（℃） 强冰雹云 ≥8.0 弱冰雹云 7.0～8.0 雷雨云 >7.0 ≤-20.0 -14.0～-20 >-14

用上述指标，结合雹云发展特征（如初始或初期回波一般在5—6公里的负温区出现，在雹云发展阶段常发生异常增长等），在旬邑可比较有效地提前5—10分钟识别出冰雹云。 §4.2.2 部分地区雷达回波参量综合参考指标

1． 回波顶高是云内垂直气流强弱的重要指标，举例：强冰雹云的回波顶高≥11公里；弱冰雹云≥6.5公里；平均值为≥8.5公里；环境温度为-6－-12℃； 2．强回波顶高与对流层顶(探空)的差距也是识别冰雹云的重要指标。差距越小、冰雹越强。参考指标：RHI 强回波顶高平均值6公里左右。冰雹云强回波中心位置一般在5公里以上，可作为判别冰雹云与非冰雹云（5km以下）的指标； 3． 回波强度≥40dBZ。随季节变化，夏季较强； 4． RHI回波宽度≥15公里；

5． 云中正温区厚度与负温区厚度之比，一般为1:3；负温区厚度越大越不稳定；

6． 雷达指标对应卫星云图云顶温度＜－40℃； 7． RHI 回波出现弱回波穹窿，悬挂回波，砧状回波，梯形坡度大，出现回波墙等特征;

8． RHI跃增。回波强度，回波顶高，强回波顶高， 出现突增；平均增幅5

9

分钟内上移1-2公里;

9． PPI人字形带状回波，在人字两带交接处易降雹；

10． PPI钩状回波，如果出现在对流云的发展阶段， 预示着降雹； 11． PPI 指状回波的指尖与主体的连接处为冰雹云的主要发生区； 12． PPI在涡旋状回波根部或Ｖ形缺口回波顶端易发生冰雹；

13． 在5—7公里高度上出现强度为10—15dBZ的初始回波并且几块回波生消后排列成带，受系统和热力因子影响有突发性增长，预示可能降强冰雹。

此外，也可运用强回波顶高和0℃层高度，结合上述多种指标发现冰雹云与雷雨云的差异，从而区分冰雹云和雷雨云，具体方法如下：

Ｈ强 表示强回波顶高，Ｈ K：地区、季节不同，其值不同。§4.2.3 防雹作业时机选择运用上述方法和指标以及其他方法识别冰雹云，一般初始回波形成后的前分钟内强回波强度迅速增大。时），立即实施作业。一旦形成冰雹降到地面，作业就失去作用。因此，早期识别，早期作业，是关系作业成败的关键因素。

§4.3 增雨作业时机选择增雨作业的天气背景不同于防雹作业。在各种天气条件及雷达、闪电等物理指标中，增雨作业的条件或指标比防雹宽。业，提前抑制冰雹云的生成和发展，可争取增雨和防雹双重效果。 以下是部分地区总结的增雨作业指标，仅供参考： 1．在降水性天气系统背景下，处于发展阶段的积雨云、浓积云，回波顶高处在-5℃—-20 2．在抗旱期间，也可对大范围系统降水性层状云作业； 3．孤立的积雨云、亡的对流云;一般性层状云等类均不利于增雨作业。

§4.4 作业时机选择流程（见图

强—Ｈ0≥K 为冰雹云 强—Ｈ0

5冰雹云的先兆特征一旦出现（必须在冰雹尚未形成

而且防雹作业之前，可进行增雨作

25dbZ；

回波顶高在-5℃以上，处于发展阶段，出现雨幡或降水时，

移速快的浓积云；干雷暴；降水过程过境后,处于减弱衰

4） 天气指标+雷达指标 短时预报、预警 预报时间和落区 雷达参量指标+其他多种指标 10

ＨＨ℃之间，强度大于

分析判别：识别冰雹云雷雨云、作业时间、

落区、方位、移向、移速、高度、强度

发布指令 图4 作业时机选择流程图

第五章

作业设计与实施是防雹增雨作业成败的关键环节之一。在作业方案设计的

同时，要考虑到为作业后相继进行的效果评估收集必要的资料信息。理历史样本，进行多种模式的常备作业技术设计，以作为预案储备待用。

§5.1 防雹作业方案设计

作业设计主要包括：雹云识别、方位、时间、部位、移向、移速，催化剂量，射击高度、方向及仰角等。从作业天气时机选择到作业设计，监测。制定作业方案时，上述项目的设计都离不开雷达的跟踪观测。验是：早期识别、早期开炮、联网作业。§5.1.1 不同雹云类型作业 1. 单体雹云。受地形和局地气候影响较大，积云发展成冰雹云，几分钟后冰雹落地。提前作业。

2. 多单体雹云。锋面切变线或飑线过境时的雹暴。带、双平行带、平行短带、 涡旋状回波及并存多单体回波。应针对不同形态的出现，提前作业。

3. 强单体雹云。强冷空气及强风切变背景下的庞大云体，生命史较长。可见弱回波区及周围弱回波穹窿、悬挂回波及强回波梯度区等特征。如果作业设计严密，提前作业，对区开炮并同时对弱回波区，悬挂回波及其下方收效。 §5.1.2 作业时机 1. 雷达初始回波顶高在5分钟内明显上升雷雨云向冰雹云发展的跃增阶段，即为高炮作业开始时间。 2．提前作业。在单体初生时作业或雹云形成之前的雷雨云阶段即作业，易收到防雹效果。防雹作业应尽可能设计好时间提前量，防护区上风方5公里处作业，使之提前降雹，果。 §5.1.3 作业部位

作业部位为云中强上升气流区自然雹胚形成的位置，决定于冰雹云的类型

都应有雷达不间断 生命史短，往往在半小时内由作业要迅速及时，并监视新生成的单体， 回波带基本分-12℃层及其以上1公里左右的强回波-2℃～-6℃层附近区域催化，1－2公里以上，表明云体处在从

如果时间未能提前， 对防护区而言也可能收到防雹效作业设计与实施必须收集整

防雹重要经5种：单一般难以防御。-8℃～可能可在 11

和发展阶级，应根据雷达观测确定。一般在-6℃(高度)以上,撒播层厚度一般为1km。 §5.1.4 催化剂量

1. 由雷达与临近探空资料，确定雹云的尺度、体积(详见5.6)。

2. 根据强回波中心位置、 移向移速与炮位的距离查对出高炮射击的方向、仰角、高度(附表1)。 3. 根据人雨弹催化剂成核率、自炸时间、 雹云体积及云中液态含水量计算用弹量。

§5.2 增雨作业方案设计

增雨作业比防雹作业在时间、空间跨度较大景条件较宽。各地在进行作业设计时应确定当地指标。

§5.3 云体积估算

用雷达与当天临近探空资料估算作业云的体积。10公里处时，用雷达对强中心用等分贝衰减强回波顶高即可定为作业积云顶高，云体厚度h。雷达读出该积云宽度

Ｖ＝1/3πR2h 计算出作业云体积。 §5.4 催化剂成核率和云含水量§5.4.1 成核率

成核率是指在一定温度下，每克碘化银（用不同型号催化剂配方的“三七”高炮很大差异。

附表2中列出各类人雨弹有关技术性能数据。§5.4.2 云含水量

云含水量是云中单位体积之中的液态水与固态水的总质量云粒子的液态水含量在增雨作业中是方案设计、素。

云含水量可利用探空资料查出对流凝结高度作为云底高度，查出云中比湿差值q0－q-20，结合相应层的空气密度，值模式算出含水量的垂直分布、最大值及其高度、温度等。

§5.5 用弹量估算

防雹增雨作业用弹量估算较复杂。与作业云的强度、体积、含水量、催化剂成核率等有密切关系。单纯从人雨弹成核作用考虑，超过1000发。在我国，目前同时考虑催化成核作用和人雨弹爆炸效应。防雹作业的用弹量估算公式： 用弹量 Ｍ＝───× Ｇ

,催化剂量较小，指标较低，背

当积云(雹云)强中心距炮位(5或10分贝)或数字化雷达显示，5℃层高度， 即得作业积V：

AgI）可形成冰晶的冰核数量。采人雨弹，在不同温度下，其成核率有 (克／米3)。云中作业实施和效果评估中的重要因再从T-lnp图可可换算含水量Q。另可用数

一次强冰雹云作业需用弹量

109 减去从探空查得－R，则作业云体积 AgI ＶＱ

fＥn

12

其中Ｖ为作业对象云体积(km)，Ｑ为作业云中含水量(g/m)；Ｇ为0°层高度单个冰雹粒子质量，一般为0.5克；f为催化剂成核率个／g；Ｅ为人工冰核播撒可增长成人工雹胚的份额，一般取10-3 ～10-4；n为一发人雨弹的AgI含量 (g)。

鉴于各种作业对象云的差异及不确定因素, 可在平时结合作业实践经验和数值模拟结果，估测出各种类型雹云作业的用弹量。表2是参考用弹量。 增雨作业用弹量则少一些。根据作业积云发展旺盛期的强度、体积、含水量等因素，分别发射一定数量的人雨弹，如分期分批分等发射20、40、或60发。

表2 防雹用弹量参考（单位：发） 雹云种类 中等雹云 弱 单 体 强 单 体 (延迟无效) 初生期用弹量 50 <50 100 发展期用弹量 100-150 <100 >200 100 总用弹量 150-200 100 >300 150 33

弱复合单体 50 §5.6 射击方法

高炮作业时采用何种射击方法，关系到入云催化的效果。特别是防雹作业，合理的射击方式，有可能在撒播分布准确性上，发挥出比火箭还要优越的特点。 §5.6.1 前倾梯度射击组合

当云体呈前倾状态向炮位移来时，用相同引信的人雨弹，不同扇面和射角，弹距基本相等，迅速射击。使人雨弹在不同高度和水平距离上，迅速相继爆炸，弹着点在云内呈上小下大的前倾式梯形分布； §5.6.2 垂直梯度射击组合

当云体呈立柱式状态向炮位移来时，相同扇面、低射角发射短引信人雨弹，高射角发射长引信人雨弹，弹距基本相等，使人雨弹在不同高度同一水平距离相继爆炸，弹着点在云内呈立体垂直梯形分布。 §5.6.3 水平射击组合

当云体逼近炮位时，用相同扇面，低射角发射长引信人雨弹，高射角发射短引信人雨弹，弹距基本相等，使人雨弹在同一高度，不同水平距离迅速相继爆炸。弹着点在云内呈平面梯形分布。 §5.6.4 同心园射击组合

当云体移到天顶时，用低射角发射长引信人雨弹，高射角发射短引信人雨弹，连续旋转点射360°若干圈。弹距基本相等， 使人雨弹在天顶周围同一高度上形成同心园。 §5.6.5 后倾射击组合

当云刚移过炮位呈后倾状态时，用相同或上小下大的扇面，不同射角发射相同引信的人雨弹，弹距相等，使人雨弹组成一个后倾平面或梯形相继迅速爆炸。 §5.6.6 扇形点射

当作业云减弱时，以相同引信的人雨弹，几个射角，几个扇面，对云体的某

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一高度进行单发连续射击，弹距基本相同。 §5.6.7 侧向射击

当雹云经过炮点侧面时，可对准云的前部，进行侧向射击。以云宽的1/2－1/3云为扇面，以不同射角发射长引信人雨弹。

第六章 效果评估

效果检验和评估是人工防雹增雨重要技术工作之一。由于云是复杂多变极不稳定的检测对象，如何科学地进行效果检验是国内外一大难题。计检验、物理检验和数值模拟等方法进行效果检验和评估。性和难度，从我国现实情况出发，本规范提出的效果评估方法供各地参考试用。

§6.1 效果评估的要求

1. 效果评估方法必须建立在人工影响天气物理概念、实验结论和一系列

有效实用指标基础上。对尚不完善和不充分之处，通过物理分析、实验和云与降水数值模拟试验对方案设计的验证，评估方案的设计，使之越来越接近和符合物理检验的要求。2. 为了弥补效果评估中各种云物理参量变化和统计样本不足的缺欠，通过空中、地面多尺度探测，对人工影响天气作业前后多因子物理参量的变化进行综合判据的分析，力图从多方面证明有无效果，也是一种实证途径。 §6.2 物理依据

采用天气雷达、气象卫星等现代化装备检验人工防雹增雨效果是很有实用价值的。根据雷达连续观测，可以判定催化前后云的宏观和微观特征量的变化。用地球同步卫星每半小时提供的可见光和红外资料，的变化，从而确定动力催化是否延长了云的生命期及改变了云的高度等。以作业前后雷达参量和回波形态等指标的变化为主。仪、微波辐射计、冰雪晶、雨滴谱、测雹板加密区等多种指标综合判据，形成对应物理概念的资料，以及运用数值模拟技术，从而得出作业效果评估物理依据。§6.2.1 防雹效果评估的依据 对于防雹作业而言，作业后雷达回波强度减弱公里以上，测雹板雹谱变窄，且对照其他四种依据一致，应视为正效果，反之则为负效果。1．作业前后雷达回波参量的变化作业后若雷达回波强度（或回波顶高、强回波顶高等）在有效时段内为10—15分钟）比作业前减弱雹作业有效；反之，则视为无效。2．冰雹谱分布的变化

采用测雹板或人工实测落地雹粒，如测出作业区雹谱（相对对比区）变窄，雹粒子变小，可视为正效果；反之，则视为无效。3．冰雹特征量变化

采用与雹灾损失、雹块大小、数密度及降雹持续时间有关的冰雹落地动能、

目前我国运用统鉴于这项工作的复杂 将通过周密的设计和实施，并不断改进效果

利可以判定催化前后云顶温度

辅之以探空、闪电定位 10dbz以上，回波顶高降低1(没有测雹板，可用人工实测落地雹粒)，

（一般以上或顶高降低1公里以上等，可视为防

14

雹粒子变小10dbz

降雹强度等特征量的变化判定作业效果。若作业区的特征量相对对比区变小，可视为作业有效；反之，则视为无效。

4．数值模拟

可采用雹云模式进行作业前、后的数值模拟，并进行分析对比，为防雹效果评估提供旁证。 §6.2.2 增雨效果的评估依据

1．作业前后雷达回波参量的变化

作业后云体发展、雷达回波面积增大、强度增强、降水增加，可视为作业有效；反之，则视为无效。

2．雨滴谱的变化

对同一块云在作业前后进行取样观测，受作业影响的同类云比较雨滴增大，可视为作业有效；反之，则视为无效。3．各地已建或筹建中的多普勒雷达，可以测量降水粒子垂直下落速度谱，反映粒子形态和谱宽度等特征的变化。如果作业后空中降水粒子变小窄, 可视为作业有效；反之，则视为无效。4．数值模拟

可采用积云模式进行作业前、后的数值模拟，评估提供旁证。

选用探测手段和物理指标，要从本地条件出发设计效果评估方案。(地)雷达变化为主，可选择几项比较适用的雷达回波参量变化为主要依据指标作为参考），或作为统计变量进行显著性检验。 §6.3 地面实况资料 §6.3.1 增雨作业

炮位上风方、下风方及周围划分影响区与对比区内的雨量点度不小于每乡或 10公里至少1个。重点是收集后雨情记录。 §6.3.2 防雹作业

冰雹和防雹地面资料收集十分困难。每个炮位必须在上、下风方周围及对比区设立资料收集点( 可聘请有关人员兼职收集照评估设计方案确定的方式，收集资料，是降雹起止时间、冰雹数密度、尺度和分布。观测方法可以用1. 人工收取；

2. 布设测雹板区；

3. 照相记录法。按降雹时间、雹粒大小绘出平面分布图和雹谱曲线图。以上资料可通过地面调查的实况记录和灾情报告进行核对验证。

§6.4 作业影响区范围估算

由于作业对象云的强度、云体尺度、厚度、水汽含量、温度及背景系统的强度等不同，所以防雹增雨作业的受益面积难以精确计算。1．以高空风来向为上风方，作为引导气流，下风方为影响区； 2．云的移速V可由雷达提供，也可由制范围Ｌ(射程半径3.5公里，含下游共

若发现作业后滴谱变宽，或与邻近未

,速度谱变

并进行分析对比，为增雨效果一般以市（其它 (或气象哨)，密3—6小时雨量，并做好作业前)，每次作业后以最快的速度、 依最慢也不能超过半小时。防雹资料主要:

700或500百帕高空风推算；高炮控7公里)；云过境持续时间Ｔ(可由雷达

15

提供，也可用作业时间推算)；

3．以上三项数值相乘可估算影响区面积 ( 如按亩可乘以1500亩／平方公里折算)。

影响区面积： Ｓ＝ＬＶＴ

§6.5 综合分析与显著性检验

作业前后影响区与对比区降雨量或雹灾灾情分布、严重程度等实况是进行分析和检验的主要依据。雷达指标对云中不同高度的物理参量变化是重要的评估指标。应进行多样本显著性检验。

为了提高效果评估的可信度，可选用与云的降雹特征和造成降雹的云变化特征有关的物理参量作为统计量，进行多次样本的显著性检验，著，显著性水平α=0.05，可认为作业是有效的。各地可根据本地特点，也可采用其他统计方法进行统计分析,以改善和优化效果评估方法 §6.6 四种防雹效果评估方法 §6.6.1 序列对比分析法

序列分析是最简单的效果统计检验方法。程度和作业效果的参量为统计变量（如雹灾面积）历史平均值作为期望值，然后与实测值比较得出作业效果的估计值。§6.6.2 区域回归分析法 选择一个或几个对比区，根据历史资料建立目标区与对比区统计变量的历史回归方程。若两区相关性较好，可进行参数检验和预测，估计目标区参量变化，然后与实测值比较，得出作业效果的估计值，即差值，对差值进行统计显著性检验。 §6.6.3 雷达回波参量对比法

为了探讨防雹作业是否抑制冰雹云的发展和冰雹的形成，的一个或者多个雷达回波参量在作业前后的变化进行对比分析并对其差值量）进行检验，然后得出防雹效果。§6.6.4 多物理参量评估方法

为了深入开展冰雹形成机制和效果检验研究，物理量作为效果检验的统计量。

表征冰雹云与降雹特征的物理量很多，冰雹大小以及数密度有关的冰雹动能、理参量作为统计变量。通过对作业与不作业情况下值，进行对比分析与检验，然后综合确定防雹效果。 §6.7 增雨效果评估

1. 以3—6小时内雨量实况为基础，省级预警落区及时间为背景，以同一时段内，较为依据，综合判断，得出时空对比的效果图；2. 各地雨量历史资料较多。如果有时间、空间分布较密的雨量资料或相似天气背景、历史样本、历史资料，也可进行统计或相同时段雨量差值的历史相关

如两组样本差异显,使之更合理、客观。这个方法的要点是选定能反映雹灾。再把试验区历史资料统计的 即用对比区统计变量值一般用识别冰雹云（变化选用与雹云或降雹密切相关的除雷达回波参量外，还有与雹灾损失、冰雹质量通量、冰雹动量等物（或作业前后）统计变量的差

以雷达回波变化为依据，以订正后的上下风方，对比区与影响区雨量比

冰雹质量、 16

对比分析，以优化和改善效果评估方法和结果。

§6.8 试验区效果评估

在有条件的地方或试验区可以进行雷达、探空加密观测；加密布设测雹板，获取雹谱分布或计算落地冰雹动能；加密雨量网点或雨量自记，无人气象站等。试验区如有周密设计的资料积累，30个样本以上可以进行多物理参量的统计分析与检验，以提高效果评估的可信度。

附表1

“三七”高炮人雨弹引信自炸时间T（秒）、射角?（°）及所达 垂直高度(Y米)和水平距离(X米) ? 85° 80° 75° 70° 65° 60° 55° 50 Y/X ° T 45° 8 3771 3722 3642 3530 3389 3219 3022 2801 2557 /350 /698 /1039 /1370 /1690 /1994 /2280 /2546 /2790

17

10 12 14 16 18 4306 4248 4153 4021 3854 3654 3423 3163 2877 /409 /814 /1211 /1597 /1968 /2321 /2652 /2959 /3239 4778 4711 4602 4451 4259 4030 3765 3468 3142 /464 /924 /1375 /1813 /2232 /2631 /3004 /3349 /3663 5193 5118 4995 4824 4609 4351 4053 3720 3355 /518 /1030 /1533 /2020 /2486 /2928 /3341 /3722 /4067 5556 5473 5336 5147 4907 4621 4292 3923 3520 /569 /1133 /1685 /2220 /2731 /3214 /3665 /4079 /4453 5871 5780 5629 5421 5158 4844 4484 4081 3641 /620 /1233 /1833 /2414 /2968 /3491 /3977 /4423 /4824 6140 6040 5876 5649 5363 5022 4631 4194 3719 /669 /1331 /1978 /2603 /3199 /3760 /4280 /4756 /5182 20 注: 此表根据初速V=866m／s、弹重q=0.722Kg和弹型系数i43=1.0(弹道 系数C43＝1.89) ，取整数位计算得出，由重庆152厂提供。

附表2

部分型号人雨弹主要技术性能 项 目 人雨弹全长(mm) 人雨弹全重(kg) 83型 JD－89 92型 386 1.34 382.02～385.97 382.02～385.97 1.416 1.284

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弹丸重量(g) 有效作用高度(m) 引信自炸时间(s) 碘化银重量(g) 732 2000～6000 7-10 9-12 13-17 600 2400～5800 9－12 13－17 658 2000～6000 7－10 9－12 13－17 1 9 1 1 9成核率(个/克,-10℃时) 2.0×10 钝铝黑炸药重量(g) 引信瞎火率 最大弹体破片(g) 9.0×10 34 ≤3/100 ≤70 2.0×10 57～60 ≤1/40 ≤20 9 60 ≤1/30 ≤30

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