黃莉

摘 要 瓦屋山電站位于洪雅縣境內(nèi)西南部，四面環(huán)山，于2008年完工，其主要功能除了發(fā)電，還兼有調(diào)洪、泄洪等功能?；诖?，對(duì)瓦屋山地區(qū)天氣系統(tǒng)的影響特點(diǎn)和人工增雨潛力進(jìn)行分析，認(rèn)為只要把握瓦屋山地區(qū)的主要影響系統(tǒng)實(shí)施人工增雨，會(huì)明顯增加有效面降雨量和庫(kù)區(qū)蓄水，使瓦屋山電站能發(fā)揮其最大經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞 地形地貌;氣候背景;增雨潛力;有效降水;眉山市

中圖分類號(hào)：P48 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2020.06.072

1 洪雅縣與瓦屋山電站地形地貌特征

洪雅縣地處四川盆地西南邊緣，地理坐標(biāo)為東經(jīng)102°49′～103°32′，北緯29°24′～30°00′，全縣最高海拔3 090 m，最低海拔417.5 m，幅員面積

1 896.49 km2，地形由西南向東北高低梯次變化形成高山、中山、深丘、淺丘、臺(tái)地、河谷和平壩，地貌以山地丘陵為主，河谷平壩分布在青衣江、花溪河兩岸。

瓦屋山電站水域四面環(huán)山，依山而建，處于瓦屋山系的山腳。從瓦屋山水庫(kù)往雅安方向，其地勢(shì)逐漸降低;從瓦屋山水庫(kù)往西，背靠瓦屋山國(guó)家森林公園，其地勢(shì)走向逐漸升高;瓦屋山脈的頂部地勢(shì)較平坦，再往西進(jìn)入雅安市滎經(jīng)縣，瓦屋山脈的地勢(shì)又逐漸降低，其狀態(tài)形如“瓦屋”而得名。瓦屋山地區(qū)水系發(fā)達(dá)，河流較多，其總的態(tài)勢(shì)和流向均匯聚到瓦屋山水庫(kù)，由瓦屋山電站泄流到周公河，最后匯流入青衣江。瓦屋山地區(qū)主要有3條支流，分別是長(zhǎng)河、王河和板凳河，其獨(dú)特的地貌有利于瓦屋山地區(qū)對(duì)流性降雨云系的匯聚和滯留，為人工增雨創(chuàng)造了有利條件。

2 洪雅縣與瓦屋山地區(qū)天氣氣候背景

洪雅縣境內(nèi)氣候溫和濕潤(rùn)，城區(qū)年降雨量1 490 mm，年均日照1 060 h，年無(wú)霜期303 d，年平均氣溫16.6 ℃，屬亞熱帶濕潤(rùn)氣候。全縣年降水量從平壩到高山地區(qū)具有梯次增加的情況，以瓦屋山地區(qū)的高廟、瓦屋山鎮(zhèn)、柳江為例，其年降雨量較洪雅縣城多150～250 mm。洪雅縣的典型地勢(shì)、地貌，造成了層次分明的垂直氣候帶，從北往南隨著海拔高度的增加，分布有從亞熱帶-暖溫帶-寒溫帶-亞寒帶的完整氣候帶譜。氣候的垂直差異（立體氣候）明顯。氣溫隨海拔的增高而下降，海拔每增加100 m，氣溫下降0.66 ℃;降雨量隨海拔的增高而增多，具有海拔越高，氣溫越低，降雨偏多的氣候概念。

冬季，洪雅縣及瓦屋山地區(qū)高空盛行西北季風(fēng)，具有干燥的特點(diǎn)，引導(dǎo)來(lái)自高緯度內(nèi)陸地區(qū)的干冷氣團(tuán)（如西西伯利亞冷氣團(tuán)），具有降水稀少、形成降水量很小的特點(diǎn)。夏季，在夏季風(fēng)的作用下，從孟加拉灣以及東、南海洋上空帶來(lái)源源不斷的暖濕氣流，在動(dòng)力和熱力條件下形成豐富的降水。春季和秋季，南北氣流對(duì)壘交替，大陸干冷氣團(tuán)可從地面和低層影響洪雅縣及瓦屋山地區(qū)，致使天氣以陰云為主，陰雨綿綿。

但由于受季風(fēng)強(qiáng)弱、轉(zhuǎn)換時(shí)間的早遲以及夏季西太平洋副高強(qiáng)弱等因素的影響，造成降雨量在時(shí)間和空間上分布十分不均，降雨量少時(shí)將嚴(yán)重影響瓦屋山電站蓄水發(fā)電。

3 主要天氣系統(tǒng)

3.1 瓦屋山地區(qū)降水天氣背景及影響系統(tǒng)和路徑

3.1.1 冬春季影響系統(tǒng)和路徑

在上半年（12月至次年4月）的冬春季，影響瓦屋山地區(qū)的主要天氣系統(tǒng)有青藏高原上東移的短波槽、由新疆地區(qū)發(fā)展起來(lái)的從西北移向東南的西風(fēng)槽以及高原南部東移的南支槽。上述系統(tǒng)常有強(qiáng)冷空氣的配合影響，其路徑主要有4條：1）西北路徑，俄羅斯西伯利亞地區(qū)堆積的冷空氣在深厚高空槽的引導(dǎo)下東南移動(dòng)影響時(shí)，將造成瓦屋山地區(qū)的降水;2）北方路徑，由極地冷渦不斷分裂冷槽，在貝加爾湖一帶集結(jié)后，南下影響造成瓦屋山地區(qū)降水;3）東北路徑，由蒙古人民共和國(guó)移到我國(guó)內(nèi)蒙古至華北一帶的冷空氣，在中低層?xùn)|北氣流的引導(dǎo)下，回流入川后影響造成的降水;4）西部路徑，由南支槽和高原短波槽同時(shí)東移，在四川盆地中南部形成輻合帶，造成瓦屋山地區(qū)的降雨[1]。

3.1.2 夏秋季影響系統(tǒng)和路徑

在下半年的夏秋季節(jié)，影響瓦屋山地區(qū)的主要天氣系統(tǒng)有高原短波槽、高原低渦、西風(fēng)大槽、東風(fēng)波及副高，主要天氣系統(tǒng)有：1）青藏高原的短波槽或高原渦東移影響造成的降水，其影響路徑主要為西部或西北部路徑，路徑頻率為51%，是主要影響路徑;2）西北地區(qū)西風(fēng)帶中深厚冷槽東南下影響造成的強(qiáng)對(duì)流降水天氣，如暴雨、洪澇，其影響路徑主要為西北路徑，路徑頻率為33%，是次要影響路徑;3）副熱帶高壓南側(cè)東風(fēng)波及臺(tái)風(fēng)倒槽沿副高南側(cè)東南氣流西進(jìn)影響，造成的強(qiáng)對(duì)流降水天氣，其主要路徑為東部或東南部;4）副高西伸，配合高原低槽造成的西部強(qiáng)對(duì)流降水天氣，如暴雨、洪澇，其主要路徑為西部，偶有東部路徑[2]。

3.2 瓦屋山地區(qū)人工增雨應(yīng)抓住的主要系統(tǒng)

瓦屋山地區(qū)人工增雨在春季應(yīng)抓住的降雨系統(tǒng)主要是西部路徑系統(tǒng)，春季暖濕氣流弱，降雨主要依靠高原東移伴有強(qiáng)冷空氣的低槽或切變。夏季，由于暖濕氣流強(qiáng)，水汽輸送充沛，瓦屋山地區(qū)人工增雨主要抓住西北路徑南下的高空槽，此路徑的高空槽常常有副熱帶高壓和熱帶風(fēng)暴起著阻塞的作用，系統(tǒng)移動(dòng)緩慢，冷空氣影響范圍廣。當(dāng)影響瓦屋山地區(qū)時(shí)，由于特殊的地形作用，易造成系統(tǒng)滯留，此時(shí)抓著有利時(shí)機(jī)實(shí)施火箭人工增雨，能有效增加20%～30%的面雨量。

除此之外，當(dāng)瓦屋山及周邊地區(qū)低層處于西南急流控制之下時(shí)（700 hPa氣流≥12 m·s-1），在樂(lè)山、峨眉山地區(qū)，由于受中小尺度系統(tǒng)影響，產(chǎn)生了對(duì)流降雨云系（主要為α云系），對(duì)流云系在西南急流的引導(dǎo)下向西北方向移動(dòng)，在移動(dòng)過(guò)程中，對(duì)流加強(qiáng)，在其途經(jīng)瓦屋山地區(qū)時(shí)，其雷達(dá)回波往往在45 dBZ左右，此時(shí)抓住有利時(shí)機(jī)實(shí)施火箭人工增雨，效果較好，增雨后的小時(shí)降雨量常常會(huì)達(dá)到25～35 mm。

4 瓦屋山地區(qū)人工增雨潛力氣象評(píng)價(jià)

通過(guò)對(duì)瓦屋山地區(qū)空中水資源開(kāi)發(fā)潛力進(jìn)行評(píng)價(jià)分析，找出開(kāi)發(fā)潛力的時(shí)空分布，有助于人工增雨的最大效益化。如表1所示，為瓦屋山地區(qū)人工增雨逐月開(kāi)發(fā)潛力。其中，增雨效率是指一定區(qū)域內(nèi)，人工增雨增加的降雨量占自然降雨量的百分比;增雨概率是指一定時(shí)間內(nèi)，能進(jìn)行人工增雨的降雨過(guò)程占所有降雨過(guò)程的百分比;增雨潛力是指空中云水資源可能形成降雨的潛力。

通過(guò)表1可知，瓦屋山地區(qū)4—9月增雨潛力較大，適合增雨。其中5—7月增雨潛力最大，這3個(gè)月，對(duì)流性降雨集中，云中水汽含量多，用火箭增雨會(huì)明顯增加有效降雨量。8月開(kāi)始，增雨潛力明顯減少。實(shí)踐證明，降雨時(shí)大氣的水汽含量主要集中于2 000 m左右高度的低云中，8月以后受南亞高壓影響，瓦屋山地區(qū)云層逐漸變高、低云減少，因而增雨潛力開(kāi)始變小。

5 瓦屋山地區(qū)降雨量和有效增雨量的實(shí)況分析

根據(jù)公式1可以計(jì)算出降雨過(guò)程中的云水含量。其中，W為云水含量（kg·m-2）;q為比濕（g·kg-2）;h為高度（m）;ρ為液態(tài)水密度（g·m-3）;g為重力加速度（m·s-1）;Hb為云底高度（m）;Ht為云頂高度（m）。

（1）

公式1計(jì)算結(jié)果表明，1～10 mm的降雨過(guò)程，云中水含量為0.5 g·m-3左右，10～20 mm降雨過(guò)程，云中水含量為1.5 g·m-3左右，超過(guò)25 mm的降雨過(guò)程，云中水含量超過(guò)2.0 g·m-3，降雨過(guò)程越大，云水含量就越大，如果實(shí)施人工增雨，有效增雨量也會(huì)越大。根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，≥10 mm左右的降雨過(guò)程，如果實(shí)施人工增雨，有效降雨量會(huì)增加15%左右;≥20 mm左右的降雨過(guò)程，如果實(shí)施人工增雨，有效降雨量會(huì)增加20%左右;≥30 mm左右的降雨過(guò)程，如果實(shí)施人工增雨，有效降雨量會(huì)增加30%～40%。所以在人工增雨時(shí)，過(guò)程越大，越有利于實(shí)施人工增雨作業(yè)。

根據(jù)近10年資料統(tǒng)計(jì)，瓦屋山地區(qū)全年日雨量≥0.1 mm的日數(shù)達(dá)251 d。其中，4月、5月和10月，日雨量≥5.0 mm的日數(shù)約29 d;5月、6月和9月，日雨量≥10.0 mm的日數(shù)約30 d，日雨量≥25.0 mm的日數(shù)約13 d，日雨量≥30.0 mm的日數(shù)約6 d;7月和8月日雨量≥30.0 mm的日數(shù)約12 d。在正常情況下，每年降水期開(kāi)始于4月，10月結(jié)束。

以上分析可以了解瓦屋山地區(qū)有效降水的概率分布情況，便于選擇人工增雨的時(shí)機(jī)。

6 結(jié)語(yǔ)

瓦屋山電站庫(kù)區(qū)四面環(huán)山，支流眾多地區(qū)的地形、地貌特點(diǎn)有利于實(shí)施人工增雨。庫(kù)區(qū)實(shí)施人工增雨時(shí)，春秋季應(yīng)抓著西部路徑降雨系統(tǒng)，夏季應(yīng)抓著西北路徑降雨系統(tǒng)和西南急流控制下的東南路徑降雨系統(tǒng)。有效降水的概率分布分析表明，瓦屋山地區(qū)降雨過(guò)程越大，有效增雨量就越大。

參考文獻(xiàn)：

[1] 肖艷姣，張家國(guó)，萬(wàn)蓉，等.切變線暴雨中尺度系統(tǒng)的多普勒雷達(dá)資料分析[J].氣象，2005，31（2）：35-38.

[2] 朱乾根，林錦瑞，壽紹文，等.天氣學(xué)原理和方法（第三版）[M].北京：氣象出版社，2010.

（責(zé)任編輯：劉昀）