ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИИ И МОНИТОРИНГУ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ (РОСГИДРОМЕТ)

РД

РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ    52.37.732

- 2010

МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ АКТИВНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ГРАДОВЫЕ ПРОЦЕССЫ И ПОРЯДОК ОТЧЕТНОСТИ О ПРОВЕДЕНИИ ПРОТИВОГРАДОВОЙ ЗАЩИТЫ

Нальчик Издательство «Эльбрус: 2010

РД 52.37.732-2010

Предисловие

Государственным Учреждением «Высокогорный геофизический институт» Росгидромета

М.Т. Абшаев, д-р физ.-мат. наук, проф. (руководитель темы);

А.М. Малкарова канд. физ.-мат. наук

-    с ГУ «НПО «Тайфун» 30.07.2010;

-    с Управлением геофизического мониторинга, активных воздействий и государственного надзора (УГМАВ) Росгидромета 05.08.2010

Руководителем Росгидромета 05.08.2010 Приказом Росгидромета № 308 от 20.09.2010

ЦМТР ГУ «НПО Тайфун» за номером РД 52.37.732-2010 от 08.09.2010

-    РД 52.37.67-98 «Методические указания. Методы оценки эффективности воздействия на градовые процессы»;

-    «Положение об отчетности Военизированных подразделений по активным воздействиям на гидрометеорологические процессы». Нальчик, 1982

РД 52.37.732-2010

- карты кинетической энергии градовых осадков Е, Дж/м², и глобальной кинетической энергии градовых осадков Ev, Дж/м²

6.1.2    Частоту выпадения града определяют по данным многолетних наблюдений метеорологических станций и постов, по которым строят изолинии частоты выпадения града на ЗТ, КТ и ПТ.

6.1.3    Площадь выпадения града, площадь градобитий, степень повреждений сельхозкультур, площадь градобитий в пересчете на 100 % повреждения определяют по данным радиолокационных наблюдений и уточняют путем обследований полей выпадения града комиссией, состоящей из представителей ВС, органов сельского хозяйства, пострадавшего хозяйства и страхового агентства (если поля застрахованы).

6.1.4    Карта кинетической энергии града за каждый день с градом и карта глобальной кинетической энергии града, интегрированная за весь сезон ПГЗ с помощью АСУ, характеризуют распределение кинетической энергии градовых осадков на ЗТ, КТ и ПТ, и являются основой для объективной инструментальной оценки физической эффективности ПГЗ. Корреляционные связи между кинетической энергией града и степенью повреждений разных сельхозкультур позволяют оценить степень повреждений и ущерб от града.

6.1.5 Другим методом получения карты кинетической энергии градовых осадков и инструментальной оценки физической эффективности ПГЗ может быть использование данных сети градомерных наблюдений. Однако создание сети «градовых подушек» с плотностью хотя бы один прибор на 10 км² требует значительных трудозатрат, и поэтому в противоградовых подразделениях практически не применяется.

6.2 Инструментальный метод оценки физической эффективности ПГЗ

6.2.1 Инструментальную оценку физической эффективности ПГЗ E_f, %, за сезон ПГЗ осуществляют путем сравнения значений глобальной кинетической энергии града на ЗТ и КТ (ПТ) в год защиты (либо в год защиты и в период до защиты) по формуле

где E_f - физическая эффективность ПГЗ, показывающая, на сколько процентов сокращено значение кинетической энергии града на ЗТ по сравнению с ее значением на КТ (ПТ), %;

S_Si\A S_Ci - площади ЗТ и КТ, охваченные выпадением града, га;

7

РД 52.37.732-2010

Esi и Ео - кинетическая энергия града, Дж/м², приходящаяся на /'-ю ячейку площадей ЗТ и КТ, соответственно, рассчитываемая по формулам

E_S, = lE_SlJAt,    (3)

7=1

Eg = 1Е_а]М,    (4)

y=l

где E_s, и Ё_С; - поток кинетической энергии града на /-й ячейке площади ЗТ и КТ в у-м цикле радиолокационного обзора пространства, Дж/(м² с);

Д7- промежуток времени между циклами обзора.

Аналогичным образом можно провести инструментальную оценку физической эффективности ПГЗ E_f за конкретный день с АВ, взяв за основу карту кинетической энергии града за рассматриваемый день.

6.2.2 При оценке площадей повреждений и реальных потерь от града необходимо учесть, что при Е > 660 Дж/м² посевы уничтожаются полностью и уменьшение значений Е, например, с 2000 до 660 Дж/м², не дает практически эффекта с точки зрения потерь урожая в сезоне, но уменьшается ущерб, наносимый многолетним насаждениям, которые при Е > 1500 Дж/м⁵ приходится выкорчевывать.

РД 52.37.732-2010

6.3.2 На оценку физической эффективности ПГЗ серьезное влияние может оказать значительная пространственно-временная изменчивость частоты и интенсивности градовых осадков.

В целях исключения такого влияния оценку физической эффективности ПГЗ следует осуществлять либо с учетом коэффициента градоопасности конкретного года или периода защиты, в сравнении с предыдущим периодом (не менее 10 лет), либо с учетом тренда градоопасности [2,    3], установленного по данным многолетних

наблюдений.

6.3.2.1 Оценку годовой физической эффективности ПГЗ Е_Гкг, %, с учетом коэффициента градоопасности конкретного года или периода защиты, в сравнении с предыдущим периодом (не менее 10 лет) вычисляют по формуле

где N_s и Л/с - процент потерь сельхозпродукции на ЗТ в год защиты и его среднее многолетнее значение до защиты соответственно, %;

G_s - коэффициент градоопасности ЗТ в год защиты.

Значения N_s и Л/с рассчитывают по формулам

N_s = %²--100 ,    (8)

—    т    S1 оо

Л/с=^1—^-100.    (9)

/

где S_K - культивируемая площадь на ЗТ, га; т - количество лет наблюдений.

Площадь градобитий в пересчёте на 100 % повреждения Sioo, га, следует рассчитывать по формуле

где /- количество сельхозкультур, занимающих не менее 1 % площади ЗТ;

К, - степень повреждений /-й культуры, %;

S_n. - площадь повреждений /'-й культуры, га.

Среднюю многолетнюю площадь повреждений на ЗТ до защиты в пересчёте на 100 % повреждения S_100C, га, вычисляют по данным исторического ряда (данным органов Госстраха и сельского хозяйства) по формуле

9

РД 52.37.732-2010

й    3    £    8    8 и)    О)    и)    <7>    О) Г оды наблюдений Рисунок 1 - Изменение среднего годового числа дней с градом Fs в расчете на одну метеостанцию или пост на ЗТ ВС Росгидромета с 1980 по 2008 годы по данным Северо-Кавказского УГМС

6.3.3 Методы оценки физической эффективности ПГЗ Е_гкг и E_fJ по формулам (7) и (15) отличаются по способу определения коэффициента градоопасности:

-    в формуле (7) оценка значения коэффициента градоопасности года защиты G_s основана на сопоставлении числа ОВ различных категорий, засеянных в год защиты со средним числом ОВ, засеянных в предыдущие годы (не менее 10 лет);

-    в формуле (15) вместо значения коэффициента градоопасности года защиты используют число дней с градом в отдельном году ПГЗ, осредненное по всем метеостанциям, расположенным на ЗТ F_s , которое определяют по тренду частоты выпадения града (по 6.3.2). Для этого требуются многолетние данные о частоте выпадения града, но не требуется число засеянных ОВ.

Применение формулы (7) более предпочтительно для оценки эффективности ПГЗ в отдельном году защиты, так как она учитывает градоопасность конкретного года, включая и его тренд.

РД 52.37.732-2010

Содержание

1    Область применения.................................... 1

2    Нормативные ссылки.................................... 1

3    Термины, определения и сокращения...................... 1

4    Общие положения....................................... 3

5    Радиолокационная оценка эффективности засева ОВ.......... 4

6    Оценка физической эффективности ПГЗ.................... 6

6.1    Показатели физической эффективности ПГЗ.............. 6

6.2    Инструментальный метод оценки эффективности ПГЗ......    6

6.3    Оценка физической эффективности ПГЗ по потерям урожая .    7

7    Оценка экономической эффективности ПГЗ.................. 11

8    Статистическая оценка эффективности ПГЗ................. 12

9    Порядок отчетности о проведении ПГЗ...................... 13

9.1    Порядок отчетности................................... 13

9.2    Формы отчетов....................................... 13

9.3    Оперативная отчетность............................... 14

9.4    Итоговая отчетность.................................. 15

Приложение А (обязательное) Формы представления оперативной    18

отчетности ......................................

Приложение Б (обязательное) Формы представления итоговой    21

отчетности ......................................

Библиография.............................................. 46

III

РД 52.37.732-2010

РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ

Методы оценки эффективности активного воздействия на градовые процессы и порядок отчетности о проведении противоградовой защиты

Дата введения - 2010-09-20

1    Область применения

Настоящий руководящий документ устанавливает методы оперативной оценки физической эффективности активного воздействия на градовые процессы, методы оценки физической и экономической эффективности и рентабельности противоградовой защиты за сезон или период, методы оценки статистической значимости достигнутой эффективности и порядок оперативной и итоговой отчетности о проведении противоградовой защиты.

Руководящий документ обязателен для применения в военизированных службах Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет), а также других учреждениях, организациях и предприятиях, использующих российскую автоматизированную ракетную технологию противоградовой защиты.

2    Нормативные ссылки

В настоящем руководящем документе использованы ссылки на следующие нормативные документы:

РД 52.37.731-2010 Организация и проведение противоградовой защиты

РД 52.37.672-2006 Методические указания. Экспресс оценка предотвращенного ущерба в период противоградовой защиты

ГОСТ 7.32-2001 Отчет о научно-исследовательской работе. Структура и правила оформления

3    Термины, определения и сокращения

3.1    В настоящем руководящем документе применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1.1    активное воздействие на градовый процесс; АВ: Преднамеренное изменение естественного хода градового процесса с целью предотвращения града путем химического, механического или иного искусственного воздействия.

1

РД 52.37.732-2010

3.1.2    градобитие:    Нанесение    градом повреждений

сельскохозяйственным культурам, флоре, фауне, постройкам и другим объектам.

3.1.3    градоопасность территории или года: Опасность градобитий на заданной территории или в заданном году, определяемая частотой выпадения града, площадями градобитий, степенью повреждений и ущербом от града.

3.1.4    засев облака:    Введение в облако льдообразующих,

гигроскопических или иных реагентов с целью изменения его фазового состояния, микроструктуры, динамики электрических свойств и др.

3.1.5    объект воздействия; ОВ: Облако, параметры которого соответствуют критериям засева с целью прерывания или предотвращения выпадения града.

3.1.6    категория ОВ: Степень градоопасности ОВ, от которой зависит порядок его засева.

3.1.7    конвективная ячейка; К Я: Область радиоэха, ограниченная замкнутыми изолиниями радиолокационной отражаемости, имеющая одну конвективную вершину, и питающаяся преимущественно одним восходящим потоком.

3.1.8    критерии засева: Количественные показатели, выражающие

пороговое    значение параметров    облаков, используемые для

распознавания категорий ОВ и принятия решения об их засеве.

3.1.9    метод исторического ряда: Метод оценки эффективности АВ, основанный на сравнении статистических рядов данных о значениях физических и экономических показателей градобитий в годы защиты и до защиты.

3.1.10    метод контрольной    территории:    Метод оценки

эффективности АВ, основанный на сравнении статистических рядов данных о значениях физических и экономических показателей градобитий на ЗТ и КТ.

3.1.11    противоградовая защита; ПГЗ: Комплекс организационнотехнических мероприятий, осуществляемых с целью защиты посевов, флоры, фауны, теплиц и других объектов от градобитий.

3.1.12    физическая эффективность ПГЗ: Степень успешности АВ, выраженная через изменения их физических параметров или ущерба от градобитий.

3.1.13    экономическая эффективность ПГЗ: Степень успешности АВ, выраженная через экономические показатели предотвращенного ущерба от градобитий.

3.2 В настоящем руководящем документе применены следующие сокращения:

РД 52.37.732-2010

АСУ - автоматизированная радиолокационная система управления противоградовыми операциями, состоящая из аппаратных и программных средств;

ВС - военизированная служба по активному воздействию на метеорологические и другие геофизические процессы;

ВО - военизированный отряд по АВ;

ЗТ - защищаемая от градобитий территория;

КП - командный пункт, с которого осуществляют управление АВ;

КТ - контрольная территория - территория, параметры осадков на которой коррелируют с осадками на ЗТ, используемая для оценки эффективности АВ;

ПВ - пункт воздействия - ракетный пункт, с которого проводят АВ;

ПГИ - противоградовое изделие (противоградовая ракета);

ППП - пакет прикладных программ;

ПТ - прилегающая к ЗТ территория;

ПУ - ракетная противоградовая пусковая установка.

4 Общие положения

4.1    Методы оценки эффективности АВ включают в себя:

а)    радиолокационные методы оценки эффективности засева градовых и градоопасных облаков в ходе АВ на них с целью принятия решения о прекращении или продолжении АВ;

б) экспресс оценку предотвращенного ущерба в период ПГЗ с целью определения величины ущерба, предотвращенного в результате АВ на отдельный градовый процесс;

в)    методы оценки физической эффективности ПГЗ за сезон или многолетний период защиты с целью определения степени сокращения потерь от града (на сколько процентов или во сколько раз) в результате проведения ПГЗ;

г)    методы оценки экономической эффективности ПГЗ за сезон или многолетний период защиты с целью определения экономической выгоды от проведения ПГЗ, окупаемости и рентабельности ПГЗ;

д)    методы оценки статистической значимости достигнутой эффективности, распределения плотности вероятности эффективности и вероятности получения эффективности выше и ниже заданного доверительного уровня.

4.2    Радиолокационную оценку эффективности засева градовых и градоопасных облаков осуществляют по эволюции радиолокационных параметров этих облаков.

3

РД 52.37.732-2010

4.3    Экспресс оценка предотвращенного ущерба в период ПГЗ основана на оценке ожидаемого и фактического ущерба от градобитий из засеянных в день с АВ объектов воздействия и осуществляется по РД

52.37.672.

4.4    Оценку физической эффективности ПГЗ осуществляют по окончании сезона или многолетнего периода защиты путем сравнения значений физических характеристик градовых осадков на ЗТ до и в период защиты или с их значениями на КТ в годы защиты.

4.5    Оценку экономической эффективности ПГЗ осуществляют по окончании сезона или многолетнего периода защиты путем сравнения ущерба от градобитий на ЗТ до защиты и в период защиты или ущерба на ЗТ с ущербом на КТ в период защиты.

4.6    Статистическую оценку результатов ПГЗ осуществляют на основе статистических рядов данных, характеризующих потери от града в годы до защиты и в период защиты, протяженностью не менее 3 лет.

4.7    Порядок отчетности регламентирует сроки представления и формы оперативных и итоговых отчетов о проведении ПГЗ.

5 Радиолокационная оценка эффективности засева ОВ

5.1    Радиолокационную оценку эффективности засева ОВ проводят с помощью применяемой АСУ [1] по изменению во времени параметров и категорий засеянных ОВ дифференцированно по четырем категориям: потенциально градоопасные (I), градоопасные (II), градовые (III) и сверхмощные градовые (IV).

5.2    Распознавание ОВ разных категорий осуществляют по критериальным значениям комплекса одномерных, двумерных и трехмерных параметров, приведенным в таблице 1 РД 52.37.731, характеризующим условия, необходимые для образования града:

-    наличие повышенного водосодержания облака или КЯ в нем;

-    расположение области повышенного водосодержания в переохлажденном слое облака;

-    большая вертикальная протяженность переохлажденного слоя повышенного водосодержания.

5.3    Показателями эффективности засева ОВ разных категорий являются:

а)    изменение тенденции развития и уменьшение категории засеянных

ОВ;

б)    прекращение выпадения града или уменьшение размера и кинетической энергии града, уменьшение ширины полосы выпадения града из ОВ III и IV категорий.

4

РД 52.37.732-2010

5.3.1    Изменение тенденции развития засеянных ОВ определяют по трансформации структуры радиоэха (площади навеса радиоэха) и временному ходу значений следующих радиолокационных параметров:

-    ДН₃₅, ДН₄₅, ДН₅₅, ДН₆₅ - превышение над уровнем изотермы 0 °С высоты верхней границы объемов радиоэха с радиолокационной отражаемостью Z₁₀ = 35, 45, 55, 65 dBZ соответственно, км;

-    Z_m- максимальная радиолокационная отражаемость OB, dBZ;

-    Aq- приведенная водность слоя облака выше уровня изотермы 0 °С, кг/м²;

-    ДМ₃₅, ДМ₄₅, ДМ₅₅, ДМ₆₅ - интегральная водность объемов облака выше уровня изотермы 0 °С с отражаемостью Zio = 35, 45, 55, 65 dBZ, соответственно, т.

5.3.2    Прекращение выпадения града, уменьшение объёма градового очага, размера и кинетической энергии града определяют по исчезновению изолиний радиолокационной отражаемости Zio = 55 dBZ и Zio = 65 dBZ, соответствующей зоне локализации града, а также временному ходу следующих параметров:

-    ДУ₄₅, ДУ₅₅, ДУ_б5 - объемы радиоэха облака выше уровня изотермы 0 °С с отражаемостью Z₁₀ = 45, 55 и 65 dBZ соответственно, км³;

-    ДЛ4₄₅, ДЛ4₅₅, Д/М₆₅ - интегральная водность объемов облака выше уровня изотермы 0 °С с отражаемостью Zio = 45, 55 и 65 dBZ соответственно, т;

-    с/_т - максимальный размер града в облаке, см;

-    Ё - поток кинетической энергии града, Дж/(м² с).

Примечание - Измерение параметров ОВ для оценки эффективности АВ целесообразно осуществлять на МРЯ с длиной волны X = 10 см. на которой искажение радиолокационных сигналов за счет ослабления в облаках и осадках пренебрежимо мало.

5.4 Оценку эффективности засева ОВ разных категорий осуществляют дифференцировано по признакам, характерным для каждой категории засеянных ОВ:

а) засев ОВ I категории считают успешным и прекращают, если через два цикла обзора после однократного засева отмечается тенденция диссипации, выражающаяся в размывании радиоэха ОВ, уменьшении площади и высоты повышенного радиоэха до ДН₃₅ < 2 км, уменьшении приведенной водности до Aq < 0,5 кг/м² и максимальной отражаемости до Z_m < 35 dBZ;

б) засев ОВ II категории считают успешным и прекращают, если через два цикла обзора после двукратного засева отмечается тенденция диссипации, выражающаяся в уменьшении параметров ОВ до следующих критериальных значений;

5

РД 52.37.732-2010

Z_m < 45 dBZ; ДН45 < 2 км или Aq_m < 2 кг/м²; Л/И₃₅ < 10⁴ т;

в) засев ОВ III и IV категорий считают успешным и прекращают при достижении через один цикл обзора после трех- и четырехкратного засева, соответственно, следующих эффектов:

1) исчезновение навеса радиоэха и характерной упорядоченной структуры радиоэха суперячейки или градообразующей ячейки многоячейкового градового процесса;

2)    прекращение выпадения града, определяемое по исчезновению на двухуровневом сечении изолиний радиоэха Z₁₀ = 65 и 55 dBZ, а также исчезновению града на картах размера d_m и потока кинетической энергии Ё града;

3)    уменьшение параметров ОВ до критериальных значений:

ДН45 < 2 км; Z_m < 55 dBZ или Д(/ < 4 кг/м²; ДМ₆5 = ДЛ4₅₅ = 0, ДМ₄₅ < 10⁴ т;

Ё й 0,1 Дж/м² с.

АВ на OB III и IV категории можно считать положительным, если достигнуто уменьшение ширины полосы выпадения града, размера и кинетической энергии града, категории ОВ, разделение OB IV категории на два или несколько ОВ II и III категории.

5.5 Коэффициент успешности засева у рассчитывают по формуле

где X,(Q - текущие значения параметров;

Х,(кр) - критериальные значения параметров, указанных в таблице 1 РД 52.37.731.

Засев следует считать успешным и прекратить АВ, если у < 1. Если указанные в 5.4 эффекты не достигнуты или ОВ трансформировался из одной категории в другую, следует уточнить категорию ОВ и продолжить АВ в соответствии со схемой засева ОВ уточненной категории.

6 Оценка физической эффективности ПГЗ

6.1    Показатели физической эффективности ПГЗ

6.1.1    Показателями физической эффективности ПГЗ служат следующие характеристики градовых осадков:

-    частота выпадения града F;

-    площадь выпадения града S_r, га;

-    площадь повреждённых от градобития сельхозкультур Sn, га;

-    степень повреждения сельхозкультур от градобитий К, %;

-    площадь градобитий в пересчёте на 100 % повреждения Sioo.^га:

-    процент потерь сельхозпродукции от градобитий Л/, %;