多普勒天气雷达在扑灭“7.29”井冈山火警中的应用

董家祥¹，王华军¹，吕作范²
（1.吉安市气象局，江西吉安 343000；2.井冈山市气象局，江西吉安　343600）

    摘要：从多普勒天气雷达产品和天气形势分析入手，对利用人工增雨手段扑灭“7·29”井冈山火警过程进行了技术总结，得到了一些有益的结论：一是井冈山区处副热带高压西南象限时，有利于人工增雨；二是中低空弱的冷平流有利于井冈山局部对流的发展；三是井冈山区对流单体在初始阶段的移向移速与700 hPa风向风速对应较好；四是罗霄山脉中部的低空平均径向速度入流区的演变，与井冈山局部对流单体关系密切；五是应按山脉走向来布设人工增雨作业炮点。
    关键词：多普勒雷达井冈山火警应用
    中图分类号：P481　　文献标识码：B　　文章编号：1007-9033（2005）01-0050-03

1　概况
1.1　井冈山火警简介
    2003年7月28日下午3时，在井冈山主峰与笔架山之间海拔1 100～1 200 m处的河西垄地区大雁岩地段，发现森林火警，着火面积超过0.5 hm²，并在不断蔓延。若不及时控制，后果将不堪设想。因火警现场大雁岩周围地形三面为悬崖，一面陡坡，坡度超过60°，人迹罕至，没有登山通道，崎岖崖坡行走十分艰难。火警现场距最近取水点至少要步行3 h才能到达，扑救难度非常大！如果通过国家林业局调派飞机灭火，至少要2 d后才能抵达。紧要关头，中共江西省委书记孟建柱当机立断：实施人工增雨，扑灭井冈山林火！危朝安副省长迅即前往井冈山灭火一线指挥；省气象局局长陈双溪紧急部署调度，并成立了井冈山人工增雨灭火指挥部。指挥部总指挥由省气象局副局长黎健担任。
1.2　人工增雨灭火情况
    井冈山人工增雨灭火指挥部要求做到“3个24 h”，吉安多普勒天气雷达24 h开机，每3 min向指挥部传送1张回波图；业务人员24 h密切监视和通报天气变化；井冈山市、泰和县、吉安县人工增雨灭火小组24 h严阵以待，随时捕捉作业时机。
    7月29日12～21时，围绕在井冈山主峰的3个人工增雨灭火小组抓住有利时机，在火点附近的水口、八面山、黄坳、长坪、五马朝天等5个炮点作业11次，共发射火箭弹37枚。人工增雨作业后，大雁岩火点降雨约20 mm，炮点周围普降中～大雨，井冈山近500 km2的地区受益。当晚23时，井冈山主峰火势得到完全控制，并于次日被彻底扑灭。
    省委书记孟建柱称赞说：“这次井冈山出现森林火险，能够在这么短的时间内将它扑灭，人工增雨起了很大作用，效果非常好，为整个火情的扑灭起到了关键的作用！”
2　井冈山火警天气背景分析
2.1　气象要素创“四高一低”记录
    2003年6月底以来，井冈山地区持续出现晴热高温天气。7月1～28日,主要气象要素创“四高一低”新记录：极端最高气温高达36.7 ℃，日照总时数高达206.8 h（平均每天达7 h以上），相对湿度≤50%的总日数高达15 d，蒸发总量高达118.4 mm，均突破建站以来最高记录；而总降水量<10 mm，仅为常年平均值的4%，为历史极低值。
2.2　雷电触发森林火警
    长达1个月之久的高温干燥天气，使得井冈山森林火险等级持续5级以上。昔日盛夏依然青翠欲滴的井冈山，而今变得异常干燥。林区植被的枯叶沉积物厚达0.6～1 m，且干燥成团，极易发生森林火灾。7月27日下午，吉安多普勒天气雷达显示井冈山16～18时有雷雨回波。江西省闪电定位网在16时37分～17时24分监测到井冈山自然保护区先后出现较强闪电，强度达1.7万A；井冈山市国家基本站的观测资料显示，16时10分～17时35分测站西南方出现雷暴。基于以上资料，可以认为井冈山森林火警受闪电雷击触发的可能性较大。
3　人工增雨天气形势分析
    7月28日08时～29日08时，500 hPa长江流域受强盛的西太平洋副热带高压控制，593位势什米的高压中心由浙江杭州西移到安微安庆附近，井冈山区上空处副热带高压的西南象限中，其主导气流由偏东风顺转为东南风（图1～2）。这种特殊的天气形势，有利于井冈山形成局部对流性降水。
    29日08时,850～700 hPa井冈山及以南地区风向随高度由西南风逆转为东南风，中低空出现了弱的冷平流（图3～4）。对处于副热带高压内部的西部区域而言，这种“上冷下热”的形势，有利于罗霄山脉南侧气团，受地形抬升和强烈的地面辐射加热后形成局部热对流，从而促使短时对流云团的产生。

4　雷达指导人工增雨扑灭井冈山主峰火警的2个阶段
4.1　火点外围首次增雨成功
29日11时30分，多普勒雷达PPI速度图探测发现，在热力作用下，罗霄山脉以西的湖南桂东、炎陵县境内2 000 m以下出现了明显入流区。虽然西南风风速只有5 m/s，但此股气流的强度和范围一旦加强和扩大，遇罗霄山脉抬升后，产生对流云的可能性较大，从而给人工增雨灭火带来希望。
12时10分，PPI强度图显示，遂川县、桂东及炎陵县生成了2块回波，指挥部立即向5个炮点下达了准备作业的指令。13时30分，炎陵县生成的积雨云回波越上罗霄山脉，移至火点西北方八面山附近（图5～6）。灭火小组抓住时机，瞄准云头上风方打响了第一炮。作业后在火点外围的黄洋界西面、北面及龙市普降中雨，局部大雨。此次作业虽然大雁岩火场没有降雨，但火点外围的增雨效果给灭火人员很大鼓舞。

4.2　四面围攻击落云中雨
14时后，八面山上空的回波区北移至龙市镇的西北方，并远离火点而去。在PPI速度图上，湖南炎陵县境内的西南风强度和范围迅速减小，入流区基本消失。井冈山主峰附近及上游50 km范围内回波减弱消散，天空实况仅以积云为主，对流受到抑制。这样的情况约持续了3 h。
在17时PPI速度图上，罗霄山脉南部井冈主峰的正南方50～90 km处发现了新的入流区。17时20分，遂川境内南风面（海拔2 120 m）山峰上空出现1个强度达45 dBz的雷暴回波，长达15 km，宽约8 km。根据入流区风向和回波形状判断，回波中心将以50 km/h的速度向偏北方向移动，并经过火点上空。各作业小组接到吉安市气象台雷达监测通报后，迅速抵达火点上游的长坪西、五马朝天、刘家坪等炮点严阵以待。
　　18时PPI强度图显示，火点上游3 km处出现较强雷暴单体（图7～8）。据此情况，吉安市气象台雷达监测人员立即通报井冈山灭火指挥部应抓住这一难得的作业条件，灭火指挥部立即命令各作业组申请空域调度。18时05分～19时30分，各炮点连续发射火箭弹。一枚枚火箭钻入云中，弹无虚发，作业区上空乌云滚滚，井冈山主峰大雨如注，漫天密雨持续了近2 h。据PPI强度图显示，作业后回波强度增强至50 dBz以上，范围略有扩大，大雁岩以北至茨坪延伸到黄洋界均为较明显的回波区。19时50分以后，回波区逐渐减弱，直至20时30分消失。至此，国家核心自然保护区井冈山主峰大雁岩地段的火势也得到完全控制。

5　结语
   （1）在强盛的副热带高压控制下，当井冈山区处副热带高压西南象限时，可能产生局部对流性天气，可捕捉有利的人工增雨时机。
   （2）中低空弱的冷平流有利于井冈山区局部对流的发展。据PPI强度场反映，井冈山区对流单体在初始阶段的移向移速与700 hPa风向风速相关较好。据PPI速度场反映，罗霄山脉中部的低空平均径向速度入流区的演变，与井冈山局部对流单体关系密切。
   （3）井冈山雷暴单体的演变受山脉影响较大，因此沿山脉走向布设炮点十分重要。
   （4）多普勒天气雷达基本数据产品可直接应用于人工增雨作业，使作业指挥人员能真正抓住有利的作业时间，使作业操作人员能准确地判断目标云体的最佳位置，从而有效地提高人工增雨效果。
　

Application Of Doppler Weather Radar
To Stamp Out “7.29” Fire Accident Of Jinggang Mountain

DONG Jia-xiang¹ , WANG Hua-jun¹ , Lü Zuo-fan²
（1.Weather Bureau of Ji’an City , Ji’an 343000 , China;2.Weather Bureau
of Jinggangshan City , Ji’an 343600 , China）

Abstract: The case of stamping out “7.29” fire accident of Jinggang mountain by artificial precipitation is analyzed and it follows : At first , it is fit for artificial precipitation stimulation when Jinggang mountain is in the south-western quadrant of subtropical high ; At second , the weak mid-level and low-level cold advection is of benefit to convection development over Jinggang mountain ; At third , the direction and speed of convective storm cloud is near to the wind in 700 hPa ; At fourth , convection development over Jinggang mountain is interrelated with the low-level inbound mean radial velocity on the middle of Luoxiao mountain ; At last , the spots of artificial precipitation stimulation should be disposed along the direction of mountain .
Key words: Doppler weather radar Jinggang mountain Fire accident Application

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收稿日期：2004年06月26日
第一作者简介：董家详（1950－），男，工程师，主要从事气象业务管理工作。