РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ.
ЭКСПРЕСС ОЦЕНКА ПРЕДОТВРАЩЕННОГО УЩЕРБА
В ПЕРИОД ПРОТИВОГРАДОВОЙ ЗАЩИТЫ

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИИ
И МОНИТОРИНГУ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
ГИДРОМЕТЕОИЗДАТ
2006

ПРЕДИСЛОВИЕ

1 РАЗРАБОТАН	ГУ «Высокогорный геофизический институт» Росгидромета
2 РАЗРАБОТЧИКИ	М.Т. Абшаев, д-р физ-мат. наук, проф.; А.М. Малкарова канд. физ.-мат. наук, ст. науч. сотр.
3 ВНЕСЕН	Управлением геофизического мониторинга, активных воздействий и государственного надзора Росгидромета
4 УТВЕРЖДЕН	Руководителем Росгидромета 03.04.2006
5 ЗАРЕГИСТРИРОВАН	ЦКБ ГМП ГУ «НПО Тайфун» за номером РД 52.37.672-2006 от 10.02.2006
6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

СОДЕРЖАНИЕ

 

Дата введения 2007-01-01

1 Область применения

Настоящие методические указания устанавливают методику экспресс оценки ущерба, предотвращенного в результате активного воздействия на отдельный градовый процесс, и основаны на оценке ожидаемого и фактического ущерба из засеянных в данный день объектов воздействия.

Методические указания предназначены для военизированных служб (ВС) по активному воздействию на метеорологические и другие геофизические процессы, а также научно-исследовательских учреждений (НИУ) Росгидромета, осуществляющих активные воздействия на градовые процессы.

2 Термины, определения и сокращения

В настоящих методических указаниях применены следующие термины и сокращения с соответствующими определениями:

2.1 активное воздействие (АВ) на метеорологические и другие геофизические процессы: Преднамеренное изменение естественного хода метеорологического или геофизического процесса в желаемом направлении путем химического, механического и иного искусственного воздействия с целью предотвращения града, увеличения осадков, рассеяния туманов, профилактического спуска снежных лавин и т.д.

2.2 градобитие: Нанесение градом повреждений сельскохозяйственным культурам, флоре, фауне, постройкам и другим объектам.

2.3 ГУ ВГИ: Государственное учреждение «Высокогорный геофизический институт».

2.4 ЗТ: Защищаемая от градобитий территория.

2.5 категория объекта воздействия (ОВ): Класс объекта воздействия по степени градоопасности, имеющий отличия в совокупности операций по воздействию.

2.6 контрольная территория; КТ: Территория, градоопасность которой коррелирует с градоопасностью ЗТ, используемая для оценки эффективности активного воздействия.

2.7 конвективная ячейка; КЯ: Область радиоэха, ограниченная замкнутыми изолиниями радиолокационной отражаемости, имеющая одну конвективную вершину и питающаяся одним восходящим потоком.

2.8 объект воздействия; ОВ: Облако, параметры которого соответствуют критериям воздействия с целью прерывания и предотвращения выпадения града.

2.9 OB 1 категории: Вновь развивающаяся потенциально-градоопасная конвективная ячейка (КЯ), первое радиоэхо которой зародилось выше уровня изотермы -6 °С.

2.10 ОВ 2 категории: Градоопасная КЯ, имеющая тенденцию перерастания в градовую.

2.11 ОВ 3 категории: Градовая КЯ, из которой по радиолокационным данным выпадает град.

2.12 ОВ 4 категории: Сверхмощная градовая КЯ, приводящая к интенсивному крупномасштабному градобитию.

2.13 противоградовая защита; ПГЗ: Комплекс организационно-технических мероприятий, осуществляемых с целью защиты посевов, флоры, фауны, теплиц и других объектов от градобитий.

2.14 прилегающая территория; ПТ: Прилегающая к ЗТ территория.

2.15 ожидаемый ущерб от градобитий: Ущерб от градобитий, который мог быть без проведения АВ.

2.16 фактический ущерб: Реальный ущерб, нанесенный градобитием.

2.17 степень повреждений: Соотношение числа погибших от градобития растений или плодов к общему числу растений или плодов, произрастающих на единице площади.

2.18 стоимость урожая: Стоимость урожая, собранного с 1 га культивируемой территории в руб/га.

2.19 плотность потока кинетической энергии града: Кинетическая энергия всех градин, выпадающих на 1 м² в секунду.

2.20 цикл радиолокационного обзора: Промежуток времени, за который осуществляется трехмерный радиолокационный обзор пространства.

2.21 экспликация земель: Территориальное распределение сельскохозяйственных культур по видам и площадям.

2.22 ячейка площади обзора: Элементарная площадка, ограниченная пространственной шириной диаграммы направленности излучения радиолокатора и шагом дискретизации по дальности.

3 Общие положения

3.1 Эффективность противоградовых работ принято оценивать после окончания сезона защиты. Вместе с тем заказчиков интересует эффективность каждой противоградовой операции и эффективность работы за отдельный день с активным воздействием (АВ) на градовые процессы. В связи с этим возникла необходимость создания данной методики экспресс оценки предотвращенного ущерба, предназначенной для контроля качества противоградовых работ в процессе их выполнения.

3.2 Экспресс оценка предусматривает приближенную оценку предотвращенного ущерба от градобитий на защищаемой территории (ЗТ) после каждой операции по АВ на градовые процессы на основе данных:

- телеграмм ВС о проведенном АВ, в которых приводится число объектов воздействия (ОВ) различных категорий, на которые проведено АВ, представляемых по форме приложение А;

- оценки ожидаемого ущерба, который могли нанести ЗТ градовые и градоопасные облака в день с АВ, если бы не было проведено АВ;

- оценки фактического ущерба от градобитий на ЗТ в день с АВ.

3.3 Оценка ожидаемого ущерба осуществляется по среднемноголетним данным об ущербе от градобитий на ЗТ путем расчета доли ущерба, приходящегося на каждое облако с учетом степени его градовой опасности.

3.4 Оценка фактического ущерба от градобитий на ЗТ в день с АВ осуществляется либо по данным наземных наблюдений, проводимых группой контроля ВС совместно с представителями сельского хозяйства, либо путем радиолокационной оценки ущерба от градобития сразу после окончания АВ.

3.5 Экспресс оценка предотвращенного ущерба осуществляется после уточнения фактического ущерба от градобития. Результат оценки включается в телеграмму с уточнением площади градобития и степени повреждений сельскохозяйственных культур, направляемой в адреса ОАВ Росгидромета и научно-методического руководителя противоградовых работ (ГУ «ВГИ»).

4 Методика экспресс оценки предотвращенного ущерба

4.1 Оценка предотвращенного ущерба от градобитий, в период противоградовой защиты (ПГЗ), осуществляется по формуле

ΔY = Yож - Yф,

(1)

где ΔY - ущерб, предотвращенный в день с АВ;

Y_ож - ущерб на ЗТ, ожидаемый из засеянных в данный день ОВ - потенциально градоопасных, градоопасных, градовых и сверхмощных градовых облаков;

Y_ф - фактический ущерб из этих же ОВ.

4.2 Ожидаемый и фактический ущерб от градобитий на ЗТ из засеянных ОВ определяется выражениями

	(2)
	(3)

где n_i - число ОВ i-й категории, засеянных в данный день;

 - средняя площадь повреждений от градобитий из незасеянных ОВ i-й категории в пересчете на 100 %;

 - фактическая площадь повреждений от градобитий в рассматриваемый день с АВ в пересчете на 100 %;

 - средняя стоимость урожая по всем культурам на ЗТ, руб/га.

4.3 С учетом выражений (1 - 3), экспресс оценка предотвращенного от градобитий ущерба ΔY осуществляется по формуле

(4)

4.3.1 Средняя стоимость урожая с 1 га ЗТ рассчитывается согласно [1, 2] по формуле

(5)

где B_j - средняя урожайность j-й культуры на ЗТ в отчётном году, т/га;

C_j - стоимость одной тонны урожая j-й культуры в современных закупочных ценах, руб/т;

S_j - площадь посева j-й культуры, га;

S_K - культивируемая площадь на ЗТ, га.

Для Северного Кавказа с преимущественно зерновыми культурами  руб/га (в ценах на 01.01.2005 г.).

4.3.2 Число засеянных ОВ различных категорий n_i передается в телеграммах ВС о проведенном АВ, передаваемых в день с АВ, а значения  - в телеграммах об ущербе, передаваемых через 2 - 4 дня после воздействия в соответствии с порядком, приведенным в приложении А.

4.3.3 Значение  определяется по статистическим данным о площадях градобитий из незасеянных OB i-й категории по формуле

(6)

где K_i и S_i - степень и площадь повреждений от града из ОВ i-й категории.

Для Северного Кавказа значения  равны (см. приложение Б): соответственно.

С учетом значений этих , полученных для условий Северного Кавказа экспресс оценку предотвращенного ущерба после каждого дня с АВ на градовые процессы, следует проводить по формуле

(7)

Пример экспресс оценки предотвращенного ущерба приведен в приложении В.

5 Оценка фактического ущерба от градобитий

5.1 Оценка фактического ущерба от градобитий в дни с АВ () осуществляется двумя методами:

- путем объезда ЗТ и измерения площади градобития и оценки степени повреждений сельскохозяйственных культур;

- путем радиолокационных измерений с помощью АСУ «Антиград».

5.2 В первом случае объезд ЗТ и оценка фактического ущерба осуществляется комиссией в составе представителей страховой компании, ВС и пострадавшего хозяйства путем обмера площади градобития и оценки степени повреждений.

5.3 Радиолокационная оценка ущерба от града осуществляется после окончания АВ с помощью автоматизированной системы АСУ «Антиград».

Для этого необходимо выполнить следующие операции.

5.3.1 Включить в АСУ «Антиград» режим получения карты полей плотности потока кинетической энергии града, рассчитанной, согласно [3], одноволновым или двухволновым методами, соответственно, по формулам

	(8)

где , Z_3,2ni и Z_10ni - плотность потока кинетической энергии града, Дж/м²с, и радиолокационная отражаемость (dBZ) в приземном слое осадков в n-й ячейке площади обзора в i-м обзоре пространства на длинах волн 3,2 и 10 см, соответственно.

5.3.2 Получить карту полей кинетической энергии градовых осадков, проинтегрировав во времени плотность потока кинетической энергии града по всем последовательным циклам радиолокационного обзора:

(9)

где Е_n - кинетическая энергия градовых осадков, выпавших в n-й ячейке площади обзора, Дж/м²;

Δt_i - интервал времени между циклами обзора, равный 3 мин;

N - число циклов обзора, полученных в период выпадения града.

5.3.3 Получить карту полей степени повреждений сельскохозяйственных культур K_n, %, в n-й ячейке площади обзора, рассчитанной, согласно [4], одноволновым или двухволновым методами по формулам

Kjn = AjlgEn - Bj,

(10)

где K_jn - степень повреждения j-й культуры в n-й ячейке площади обзора;

A_j и B_j - значения коэффициентов корреляционной связи повреждаемости посевов с кинетической энергией града.

Аппроксимация экспериментальных данных, представленных в [5 и 6] показала, что для винограда А = 100, В = 145, для пшеницы А = 56, В = 58, а для кукурузы А = 66, В = 90.

5.3.4 Получить карту полей ущерба от градобитий Y_n, руб/га (по степени повреждений K_n, экспликации земель и средней стоимости урожая с 1 га , руб/га), рассчитываемого по формуле

(11)

5.3.5 Получить суммарный ущерб Y_Σ на всей территории выпадения града (в круге радиусом R ≈ 100 км), проинтегрировав Y_n по всей площади ЗТ с помощью подпрограммы селекции и измерения комплекса параметров облаков [4]:

(12)

Значение Y_Σ может использоваться в качестве интегральной характеристики градовых процессов, обеспечивающей объективное сравнение процессов между собой.

5.3.6 В случае превалирования на ЗТ некой j-й культуры, можно полагать . В случае сравнимости площадей занятых различными культурами целесообразно расчет ущерба осуществлять по более точному выражению

(13)

где С_nj - стоимость урожая с 1 га j-й культуры в n-й ячейке площади ЗТ.

ПРИЛОЖЕНИЕ А
(обязательное)

Порядок передачи телеграмм об АВ и ущербе от градобитий

А.1 Телеграмма о воздействии подается в день с АВ (или следующий день) начальником ВС (НИУ) в адрес УГМАВ и ГН Росгидромета, научно-методическому руководителю (ГУ «ВГИ») и Заказчику (по ФАКС, телетайпу).

А.2 Телеграмма об АВ должна содержать следующую информацию:

- наименование ВС и наименование отрядов, участвовавших в АВ;

- дата и время АВ;

- тип и мощность градового процесса;

- число засеянных ОВ по категориям (прописью);

- количество и тип израсходованных противоградовых ракет;

- вид осадков на ЗТ и КТ (в случае выпадения града указывается размер);

- сведения об ущербе (пострадавшие районы и хозяйства, площадь и степень повреждений, вид пострадавших сельхозкультур);

- факторы, осложняющие АВ, причины пропуска града.

А.3 Образец телеграммы о воздействии:

А.4 В случае невозможности оперативного получения данных о площади и степени повреждений сельхозкультур на ЗТ и ПТ в телеграмме о воздействии пишется: «Результаты уточняются», и в течение 3 - 5 дней дается телеграмма-уточнение по образцу:

ПРИЛОЖЕНИЕ Б
(справочное)

Расчет средней площади градобитий из ОВ различных категорий

Б.1 Среднегодовая площадь градобитий и среднегодовое число засеянных OB i-й категории зависит от градоопасности региона защиты.

Б.2 По статистическим данным [1] до защиты среднегодовая площадь градобитий в пересчете на 100 % повреждения (), приходящаяся на 100 тысяч га культивируемой территории, составляла:

- на ЗТ Краснодарской ВС ;

- на ЗТ Северо-Кавказской ВС ;

- на ЗТ Ставропольской ВС .

Б.3 Эти повреждения нанесены градовыми и сверхмощными градовыми облаками. Технология ПГЗ [7] предусматривает прерывание града из зрелых градовых облаков III и IV категории, вторгающихся на ЗТ, а также предотвращение развития потенциально-градоопасных и градоопасных облаков, являющиеся OB I и II категории. Следовательно, предотвращенный ущерб складывается из результатов АВ по прерыванию и предотвращению града. По статистическим данным [1] среднегодовое число засеянных ОВ i-и категории, приходящееся на 100 тыс. га ЗТ, в ВС Росгидромета показано в таблице Б.1.

Таблица Б.1 - Среднегодовое число засеянных ОВ различной категории

Б.4 Значения  для ОВ i-й категории получены на основе экспериментальных исследований площадей повреждений от градобитий из незасеянных ОВ различных категорий, наблюдавшихся на прилегающей к ЗТ территории. Установлено [1, 2], что средняя площадь градобитий из ОВ III и IV категорий на Северном Кавказе в среднем равна:

- ;

- .

Учитывая, что OB I и II категории, если на них не проводить АВ, могут переходить в OB III категории с вероятностью 0,1 и 0,3, соответственно, полагаем, что средняя площадь градобитий из них равна:

- ;

- .

Б.5 Подставив эти значения  и значения  из таблицы Б.1 в формулу (6) получим:

Б.6 Исходя их этих данных, средняя степень повреждения сельхозкультур от градобитий на ЗТ i-й ВС составляет:

- на ЗТ Краснодарской ВС:
- на ЗТ Северо-Кавказской ВС:
- на ЗТ Ставропольской ВС:

Б.7 Коэффициент повреждаемости посевов на ЗТ разных ВС имеет небольшой разброс (0,14 <  < 0,24). Полагая для удобства расчетов по формуле (5), , получим значения  - средние площади градобитий из ОВ различных категорий в пересчете на 100 % повреждения:

- ;

- ;

- ;

- .

ПРИЛОЖЕНИЕ В
(справочное)

Пример экспресс оценки предотвращенного ущерба

В.1 Согласно телеграмме о воздействии от 17.07.2002 г. Ставропольской ВС обработано 3 OB II категории и 6 OB III категории. Отмечено выпадение крупы с ливневым дождем. Ущерба от градобитий на ЗТ не зафиксировано.

Следовательно, n_I = 0, n_II = 3, n_III = 6, n_IV = 0. Подставив эти данные в формулу (7), имеем:

Таким образом, Ставропольской ВС 17.07.2002 г. предотвращены градобития на площади  в пересчете на 100 % повреждения. Экономический эффект противоградовых операций, проведенных в тот день, составил около 16,6 млн. руб.

В.2 Сравнение результатов экспресс оценок ущерба, предотвращенного Ставропольской ВС, просуммированных по всем дням с АВ в сезоне 2002 года, с результатами оценки эффективности ПГЗ за весь сезон, проведенными в соответствии с [2], показало удовлетворительное соответствие результатов, полученных этими двумя методами оценки.

БИБЛИОГРАФИЯ

1 Абшаев М.Т., Малкарова А.М. Эффективность ракетно-артиллерийской системы противоградовой защиты // Труды ВГИ. - 2002. - Вып. 92.

2 РД 52-37-67-99. Методические указания. Методы оценки эффективности воздействия на градовые процессы / М.Т. Абшаев, А.М. Малкарова - М., 1999. - 20 c.

3 Абшаев М.Т., 1982: Радиолокационное обнаружение града. Известия АН СССР. Физика атмосферы и океана. 18. - № 5. - С. 483 - 494.

4 Abshaev М.Т., Malkarova А.М., Tebuev A.D. Radar estimation of hail damage / 8th WMO Sci. Conf. on Weather Modification, Casablanca, 2003. P. 471 - 474.

5 Berville P., Jean C., Lescure A., 1980: Relations entre les parameters physique, des chutes de grele et les degats occasionees aux cultures / Contract GNEFA ACH. № 39. - 59 c.

6 Тлисов М.И., Таумурзаев A.X., Федченко Л.М., Хучунаев Б.М. Физические характеристики града и повреждаемость сельскохозяйственных культур // Труды ВГИ. - Вып. 74. - С. 137 - 145.

7 РД 52.37.96-98. Инструкция. Активные воздействия на градовые процессы / М.Т. Абшаев - М., 1998. - 32 с.

Лист регистрации изменений