毛万忠、陈虹:RY1─6300型火箭增雨防雹技术初探
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高炮火箭人工增雨作业的相关分析摘要:众所周知,干旱作为我国最严重的气象灾害之一,不但会对人类的身体健康造成严重的威胁,还有可能引发森林山火。
所以必须采取科学有效的措施对其进行处理。
根据相关部门总结的多年经验来看,要想正确的解决干旱问题,还应依赖于高炮火箭的人工增雨技术。
基于此,本文针对高炮火箭人工增雨作业进行了阐述与分析,以供相关人员借鉴与参考。
关键词:高炮火箭;人工增雨;作业分析自20世纪50年代起,我国人工增雨、防雹等人工影响天气的试验与操作,到本世纪末,全国30个省市1625个县已开展人工影响天气,从业人数达3万人,规模居世界前列。
在我国大部分省份,人工增雨是一种重要的抗旱措施。
每年,国家用飞机、高炮火箭进行人工增雨,使降水增加了几十亿立方米。
一、高炮火箭人工增雨的原理分析在进行这一工作的重点分析前,必须先了解其工作原理和需求。
具体分析如下:首先,对火箭增雨的工作原理进行了分析。
高炮火箭人工增雨作业中,主要应用于火箭的云其原理是以火箭为载体,将催化剂运送到一定的高度,进行科学而高效地播种。
这样就可以保证人造的冰核可以直接穿透到云中的云层,让它们的核心凝结成冰晶。
然后,冰晶就会经过凝华的过程,让雨水变得更多。
通过对其工作原理的研究,可以比较明确地看出,这种增雨技术的原理是比较简单的。
这一点,在实践中不但会发挥出简单便捷的优势,同时能最大限度地发挥增雨的作用。
其次是对作业需求的分析。
一是要注意天气状况,这也是气象工作的先决条件。
所以,在国家气象部门的指导下,相关部门才能更好地进行降雨。
另一方面,要注意操作时机,首先要注意层状云,因为它具有相当大的覆盖面积和运动速度。
火箭增雨的可能性比较大,不过应该是层状云发展速度最旺盛的时期。
同时应注意在盛期进行操作,不应太早或太晚,否则会影响到增雨作业的效果。
第二种,要注意积状云,能进行增雨作业的主要条件是:云量超过30%,云体与工作地点相同。
保持在5公里以内,而且云顶的高度要超过4公里。
– 64 –工作研究·关于增雨防雹火箭作业系统的应用研究doi:10.16648/ki.1005-2917.2020.01.052关于增雨防雹火箭作业系统的应用研究龚毅 王璞 朱科平 邹春根(新余国科特种装备有限公司,江西新余 338000)摘要: 为了应对干旱季节农作物生长需要,以及其它特殊情况的应对,需要进行人工降雨等作业,这时就需要借助有效的工具来提高人工降雨的可操作性。
本文据如何合理有效地使用增雨水防雹火箭作业来进行人为的影响天气的变化,以及在操作增雨雹时如何选择地点位置和布局,以及前期准备的工作内容相关。
对相关操作方法进行了详细的探究,旨在为人工改变天气状况提高成功性。
关键词: 增雨;防雹火箭;人工作业引言随着我国新型火箭系统的研究不断深入,人工影响天气作业装备的操作也变得越来越简单,改变天气状况的成功性也越来越高了。
在该系统中,火箭与我国在人工影响天气中较为常用的高炮炮弹相比,具有成核率高、催化剂的播撒量大、能够达到的射程更远等优势,除此以外,火箭发射系统的操作也比较简单,满足流动作业的需求,因此,在人工影响天气的作业中得到了快速的应用。
增雨防雹火箭作业系统在人工影响天气的作业过程中起到了非常重要的作用,不仅影响到作业效果,其操作的正确与否,也关系到作业人员的人身安全。
因此,必须要牢牢掌握其操作方法,日常加强作业练习,对可能出现的失效模式以及意外情况要做好充足的准备与应对措施。
1. 增雨防雹火箭作业系统选点及布局要求由于天气的状况存在不确定,对农作物的生长以及收成影响比较大,因此,需要结合实际情况进行人工影响天气。
一般来说,增雨防雹火箭作业系统的选点和布局,要考虑以下几点因素:①农作物种植面积大,属于重点农作物产粮区。
由于我国是农业大国,需要养活十几亿人口,粮食的重要性就显得尤为突出。
在粮食种植重点区域,为了防止自然灾害带来的粮食减产问题,比如冰雹、旱灾频发地区,需要采用增雨防雹火箭作业系统来进行人为的干扰天气,避免因自然因素影响到农作物的产量;②我国地理位置面积较广,根据地理位置不同,自然现象也存在比较大的差异。
增雨防雹火箭发射架的雷电防护发布时间:2021-01-25T02:34:03.306Z 来源:《防护工程》2020年29期作者:姚梦涛李琦王芬李微[导读] 利用火箭实施人工增雨防雹,是当今时代一种特别有效的人工影响天气手段,随着人工影响天气作业的业务化发展,火箭因其经济、简单、快速等优势等到了越来越多用户的认可和使用。
陕西中天火箭技术股份有限公司陕西西安 710025摘要:利用火箭实施人工增雨防雹,是当今时代一种特别有效的人工影响天气手段,随着人工影响天气作业的业务化发展,火箭因其经济、简单、快速等优势等到了越来越多用户的认可和使用。
由于我国幅员辽阔,区域海拔高度差别较大,发射架的使用环境也复杂多变,尤其在云南、贵州等地方,人工影响天气作业点常年雷暴天气频繁,人影作业人员在作业时,发射架电控系统存在被雷击的情况,造成设备损坏,无法使用,不仅造成了装备损坏无法使用,也威胁到火箭发射的安全性。
因此,对受雷击发射架的原因分析、防雷设计改进,以及发射架的防雷建设,就显得尤为重要,能够极大程度的降低装备故障率,提升增雨防雹火箭发射的安全性。
本文就针对增雨防雹火箭发射架,分析了装备受雷击损毁的原因,提出了一套防雷设计及现场施工解决方案,给出了一套经过验证的人工影响天气发射架安全提升方法。
关键词:增雨防雹火箭;发射架;雷电防护0引言中国是世界上自然灾害最严重的少数今个国家之一,也是一个农业大国,每年因干旱或冰雹等自然灾害造成的农业受灾面积达5000万亩,同时我国也是淡水资源相对贫乏的国家,低下水资源的开发利用受到局限,因而开发空中水资源便成为我国人工影响天气部门的首要任务。
增雨防雹火箭的出现及推广,从一定程度上有效的增加了干旱地区的降水、减少了自然灾害的损失。
目前,国内使用比较多的火箭作业系统型号为WR系列增雨防雹火箭作业系统。
经过十多年来WR系列增雨防雹火箭作业系统的实际使用,国内一些低海拔地区的用户使用反馈良好,而另外一些高海拔地区的用户常常会遇到发射架在作业时,意外受到雷击发生的发射架电控系统损坏,甚至出现火箭意外发射的风险。
2009年3期JOURNAL OF NINGXIA METEOROLOGY1 RY1─6300型火箭增雨防雹技术初探
毛万忠[1] 陈虹[2]
(1.中卫市气象台;2.中卫市科技服务中心)
摘要:笔者通过几年参与RY1─6300型火箭增雨防雹作业效果的分析,发现环境风场对尾翼式无控火箭作业影响较大,本文就怎样提高RY1─6300型火箭增雨防雹的科学水平、服务能力和整体效益提出一些初步意见。
关键词:火箭;增雨防雹技术;初步分析
1 基本原理
1.1 防雹
火箭携带高成核率的AgI焰火催化剂,将催化剂发射到作业云层的关键部位(悬挂回波及其下放-2~-6℃云层附近),火箭弹的燃烧改变和影响云和降水以及冰雹的微观结构或冰雹形成生长的物理过程;也影响和破坏了形成云的自然气流结构,特别是强上升气流区的垂直结构。
在改变云的微物理过程的同时,也可能使云的动力学过程发生大的变化,从而抑制了冰雹云的发展和减少成灾冰雹的形成,达到防雹。
1.2 增雨
火箭携带高成核率的AgI焰火催化剂,并采用催化效果更好的燃烧播撒模式,将催化剂发射到作业云层的关键部位,对作业云层进行催化,可形成三维的空间催化带,在催化带内产生大量的活化核,形成大量的冰晶,在促进冰、水转化过程发展的同时释放出大量的潜热,使云内温度升高和云体在垂直和水平方向上都迅速发展。
另外,靠凝化增长的水成物在升降过程中的碰并,加速了云内降水过程的形成,从而增加了降水。
2 作业部位确定
2.1 防雹
根据防雹原理,由雷达观测资料分析可知,作业部位应选在弱回波区,弱回波区是由组织的上升气流区,含水量、过冷却水滴较多,从冰雹云的外观看,选择下列部位作业为宜。
(1)云的翻滚激烈处,它是有组织的上升气流部位。
猛击上升气流处,可以切断或影响有组织的上升气流,从而改变或抑制云的气流结构。
(2)云中最大上升气流处─云腰或雹源部位,是雹云中最要害的部位,在该部位作业,一方面破坏或影响上升气流,另一方面燃烧的冲击波有可能使过冷水滴提前冻结。
(3)云体砧状部分系统侵入作业点上空,上乳白下乌黑,则作业乌黑处上部为宜。
(4)当冰雹云在混乱天空条件下入侵作业点上空后,风向混乱难以判断,这时选择雷声连续不断发生的部位。
(5)当云层布满天空,闪电、雷声频繁,特别是在夜间,难以判断作业的部位时,则作业横闪频繁发生的区域为宜。
(6)云的合并处,当几块云在某处靠近合并时,往往立即加强发展形成强雹云,作业合并处,阻止它们合并加强。
若有雷达指挥,应重点作业移速快,发展旺盛的云块。
(7)回头云,回头云是因为云的后面有新的辐合上升气流区形成,促使回头云发展加强,造
2JOURNAL OF NINGXIA METEOROLOGY 2009年3期
成更大的雹灾,所以要作业回头云。
(8)在悬挂回波右下方的拱形云区进行过量播撒催化剂,使催化剂进入生长区争食云中水量。
2.2 增雨
据有关研究文献可知,碘化银成冰的阀温是-4℃,该型催化剂中每克AgI在-3℃是的成核率可达1010个,在-10℃时的成何率可达1.8X1015个,在-6℃时成核率最高。
据宁夏探空资料显示的0℃层高度6~9月在4000~5000m之间,为了增大降水元的浓度,提高降水元的增长速率,作业部位应选择在:
(1)在垂直方面,对于层状云降水,应在0℃层附近作业(最好在-4℃层以上作业);对于积雨云降水,应在强回波区作业,但由于对流云上升气流较强,在火箭弹达不到以上高度时,也可在较低处发射。
(2)在水平尺度上,层状云作业点应分布在云的中部区域;在对流云中,作业点应分布在前部和中部范围。
(3)云体前沿翻滚最厉害,最黑的部位;夜间选在打雷闪电明显或频繁发生处。
3 作业方法
3.1 发射角的确定
人工影响天气作业点比较分散,天气雷达难以达到每个作业点都能实时指挥,为了使人工影响天气作业达到最佳作业效果,各作业点可根据RY1─6300型技术手册所给的海拔弹道表内插计算出本作业点的海拔弹道表,由本作业点的弹道表和降水性质即可确定本次火箭作业点的最佳发射角。
如2003年6月29日9时49分在中卫良繁场作业点,0℃层的高度为4982米(银川探空站实测资料),-4℃的高度应在5600米以上,根据该发射点的弹道顶点垂直距离,可知此次发射角应选择60度作业。
表1 中卫姚滩良种繁场作业点的弹道表数据
发射角
始播点坐标弹道顶点坐标终播点坐标
水平距离垂直距离水平距离垂直距离水平距离垂直距离
80 1133 5522 1829 6808 2002 6716 75 1684 5381 2662 6559 2956 6436 70 2215 5184 3414 6228 3857 6038 65 2722 4940 4060 5826 4694 5589 60 3218 4646 4620 5368 5453 5044 55 3640 4310 5045 4867 6131 4431 50 4042 3935 5366 4339 6717 3769
3.2 发射角的修正
RY1─6300型火箭为尾翼式无控火箭,尾翼式无控火箭具有“迎风偏”的特点,即顺风使火箭抬头,逆风使火箭低头;横侧风影响方位角,使弹道偏离发射平面,并偏向风吹来的方向。
当为顺风时,发射仰角减修正角,逆风时发射仰角加修正角。
如风速为8m/s,发射仰角为60°,顺风使火箭抬高5°,逆风使火箭低头4°,横向风场使方位角偏离发射部位9.6°。
以上这些数据
2009年3期JOURNAL OF NINGXIA METEOROLOGY1
说明环境风对尾翼式无控火箭作业影响较大,人工影响天气作业要充分考虑环境风场的影响,作业时用已确定的发射仰角并根据环境风场的大小调整到最合适的发射仰角,用最少的火箭弹,争取最大的经济效益和社会效益。
2003年8月25日22时在中卫良繁场作业点,0℃层的高度为4061米,-4℃的高度应在4676米以上,22时风向为ESE,风速为3m/s,根据该发射点的弹道顶点垂直距离并结合风向风速资料,可知此发射点为顺风,根据表1弹道顶点垂直距离和表2的高低偏角,该次发射角应选择55度作业为最佳。
表2 顺风主动段终点引起的高低偏角(风速:m/s)
3 1.85 1.91 1.92 1.9
4 1.94 1.9
5 2.00 2.04
4 2.38 2.46 2.48 2.50 2.52 2.5
5 2.62 2.67
5 2.90 3.00 3.02 3.0
6 3.09 3.14 3.23 3.29
6 3.43 3.55 3.58 3.63 3.6
7 3.73 3.83 3.91
7 3.95 4.09 4.13 4.2 4.25 4.32 4.44 4.53
8 4.48 4.64 4.70 4.70 4.84 4.92 5.06 5.15
表3 逆风主动段终点引起的高低偏角(风速:m/s)
3 1.18 1.28 1.3
4 1.42 1.46 1.53 1.57 1.60
4 1.68 1.80 1.87 1.97 2.04 2.11 2.17 2.21
5 2.17 2.32 2.40 2.52 2.68 2.84 2.92 2.98
6 2.66 2.83 2.93 3.0
7 3.14 3.25 3.34 3.41
7 3.15 3.34 3.45 3.61 3.69 3.81 3.98 4.06
8 3.63 3.85 3.97 4.14 4.24 4.34 4.46 4.54
4 结语
人工增雨防雹是一项应用性很强的系统工作,单项增雨技术的研究仅仅是某一方面的突破,怎样有效的利用最新的单项技术成果应用于人工增雨防雹实际工作中,是本文研究的主要内容,也是今后努力的方向。
人工影响天气是一项发展中的、具有巨大应用潜力的科学技术,目前仍然处于边研究边应用的阶段。
努力提高科技水平和作业效益,不仅需要加强现代化业务技术建设,还要加强基础科学研究工作,增强监测和探测能力,解决人工影响天气中的一批关键性技术问题,提高作业的科学性、准确性,减少盲目性。
参考文献:
[1].RY1─6300型火箭的技术手册 21-24.
[2].高炮人工防雹增雨作业人员培训讲义.宁夏人工影响
天气办公室. 2002. 21.
[3].WR-1B增雨防雹火箭作业系统使用维护培训教材.
中国航天总公司四院41所.1999,3:17-18.。