РД 52.37.672-2006. Руководящий документ. Методические указания. Экспресс оценка предотвращенного ущерба в период противоградовой защиты
(утв. Росгидрометом 03.04.2006)
Внимание
Документ утратил силу с 01.01.2021 в связи с изданием Постановления Правительства РФ от 03.08.2020 № 1168. Документ повторно признан утратившим силу с 01.01.2021 в связи с изданием Приказа Росгидромета от 17.08.2020 № 304. Документ введен в действие с 01.01.2007.
Утвержден Руководителем Росгидромета 3 апреля 2006 года
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ. ЭКСПРЕСС ОЦЕНКА ПРЕДОТВРАЩЕННОГО УЩЕРБА В ПЕРИОД ПРОТИВОГРАДОВОЙ ЗАЩИТЫ
Дата введения 1 января 2007 года
ПРЕДИСЛОВИЕ
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 ОВ 1 категории: Вновь развивающаяся потенциально-градоопасная конвективная ячейка (КЯ), первое радиоэхо которой зародилось выше уровня изотермы -6 °C.
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
\Delta Y = Y_{\text{ож}} - Y_{\text{ф}} , (1)
где \Delta Y — ущерб, предотвращенный в день с АВ;
Yож — ущерб на ЗТ, ожидаемый из засеянных в данный день ОВ — потенциально градоопасных, градоопасных, градовых и сверхмощных градовых облаков;
Yф — фактический ущерб из этих же ОВ.
4.2 Ожидаемый и фактический ущерб от градобитий на ЗТ из засеянных ОВ определяется выражениями
Y_{\text{ож}} = \sum_{i = I}^{IV} n_{i}\overline{S_{100i}}\overline{C} , (2)
Y_{\text{ф}} = S_{100\text{ф}}\overline{C} ; (3)
где ni — число ОВ i-й категории, засеянных в данный день;
\overline{S_{100i}} — средняя площадь повреждений от градобитий из незасеянных ОВ i-й категории в пересчете на 100%;
S100ф — фактическая площадь повреждений от градобитий в рассматриваемый день с АВ в пересчете на 100%;
\overline{C} — средняя стоимость урожая по всем культурам на ЗТ, руб/га.
4.3 С учетом выражений (1 - 3), экспресс оценка предотвращенного от градобитий ущерба \Delta Y осуществляется по формуле
\Delta Y = \overline{C} \cdot [\sum_{i = I}^{IV} n_{i}\overline{S_{100i}} - S_{100\text{ф}}] . (4)
4.3.1 Средняя стоимость урожая с 1 га ЗТ рассчитывается согласно [1, 2] по формуле
\overline{C} = \frac{\sum_{j = 1}^{J} B_{j}C_{j}S_{j}}{S_{K}} , (5)
где Bj — средняя урожайность j-й культуры на ЗТ в отчетном году, т/га;
Cj — стоимость одной тонны урожая j-й культуры в современных закупочных ценах, руб/т;
Sj — площадь посева j-й культуры, га;
SK — культивируемая площадь на ЗТ, га.
Для Северного Кавказа с преимущественно зерновыми культурами \overline{C} \approx 12000\text{руб}/\text{га} (в ценах на 01.01.2005 г.).
4.3.2 Число засеянных ОВ различных категорий ni передается в телеграммах ВС о проведенном АВ, передаваемых в день с АВ, а значения S100ф — в телеграммах об ущербе, передаваемых через 2 — 4 дня после воздействия в соответствии с порядком, приведенным в приложении А.
4.3.3 Значение \overline{S_{100_{i}}} определяется по статистическим данным о площадях градобитий из незасеянных ОВ i-й категории по формуле
\overline{S_{100i}} = \sum_{i = 1}^{IV} \frac{K_{i} \cdot S_{i}}{100} , (6)
где Ki и Si — степень и площадь повреждений от града из ОВ i-й категории.
Для Северного Кавказа значения \overline{S_{100_{i}}} равны (см. приложение Б): \overline{S_{100_{IV}}} \approx 1000\text{га} , \overline{S_{100_{III}}} \approx 200\text{га} , \overline{S_{100_{II}}} \approx 60\text{га} , \overline{S_{100_{I}}} \approx 20\text{га} , соответственно.
С учетом значений этих \overline{S_{100_{i}}} , полученных для условий Северного Кавказа экспресс оценку предотвращенного ущерба после каждого дня с АВ на градовые процессы, следует проводить по формуле
\Delta Y = \overline{C} \cdot [(n_{I} \cdot 20 + n_{II} \cdot 60 + n_{III} \cdot 200 + n_{IV} \cdot 1000) - S_{100\text{ф}}] . (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 (S100ф) 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 Ë_{ni} , Z3,2ni и Z10ni — 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:
lgE_{n} = \sum_{i = 1}^{N} lgË_{ni} \cdot \Delta t_{i} , (9)
где En — кинетическая энергия градовых осадков, выпавших в n-й ячейке площади обзора, Дж/м2;
\Delta t_{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 Kn, %, в n-й ячейке площади обзора, рассчитанной, согласно [4], одноволновым или двухволновым методами по формулам
где Kjn — степень повреждения j-й культуры в n-й ячейке площади обзора;
Aj и Bj — значения коэффициентов корреляционной связи повреждаемости посевов с кинетической энергией града.
Аппроксимация экспериментальных данных, представленных в [5 и 6] показала, что для винограда A = 100, B = 145, для пшеницы A = 56, B = 58, а для кукурузы A = 66, B = 90.
5.3.4 Получить карту полей ущерба от градобитий Yn, руб/га (по степени повреждений Kn, экспликации земель и средней стоимости урожая с 1 га \overline{C} , руб/га), рассчитываемого по формуле
Y_{n} = \frac{1}{100} K_{n}S_{n} \cdot \overline{C} . (11)
5.3.5 Получить суммарный ущерб Y_{\Sigma} на всей территории выпадения града (в круге радиусом R ~= 100 км), проинтегрировав Yn по всей площади ЗТ с помощью подпрограммы селекции и измерения комплекса параметров облаков [4]:
Y_{\Sigma} = \frac{1}{100} \sum_{n = 1}^{\infty} K_{n} \cdot S_{n} \cdot \overline{C} . (12)
Значение Y_{\Sigma} 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 \overline{C} \approx C_{j} . В случае сравнимости площадей занятых различными культурами целесообразно расчет ущерба осуществлять по более точному выражению
Y_{\Sigma} = \frac{1}{100} \sum_{n = 1}^{\infty} \sum_{j = 1}^{J} K_{nj} \cdot S_{nj} \cdot C_{nj} , (13)
где Cnj — стоимость урожая с 1 га j-й культуры в n-й ячейке площади ЗТ.
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:
РАСЧЕТ СРЕДНЕЙ ПЛОЩАДИ ГРАДОБИТИЙ ИЗ ОВ РАЗЛИЧНЫХ КАТЕГОРИЙ
Б.1 Среднегодовая площадь градобитий и среднегодовое число засеянных ОВ i-й категории зависит от градоопасности региона защиты.
Б.2 По статистическим данным [1] до защиты среднегодовая площадь градобитий в пересчете на 100% повреждения (\overline{S_{100}}) , приходящаяся на 100 тысяч га культивируемой территории, составляла:
- на ЗТ Краснодарской ВС \overline{S_{100\text{кр}}} = 6270\text{га} ;
- на ЗТ Северо-Кавказской ВС \overline{S_{100\text{ск}}} = 6250\text{га} ;
- на ЗТ Ставропольской ВС \overline{S_{100\text{ст}}} = 4500\text{га} .
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 ОВ 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-й категории, приходящееся на 100 тыс. га ЗТ, в ВС Росгидромета показано в таблице Б.1.
Среднегодовое число засеянных ОВ различной категории
Б.4 Значения \overline{S_{100i}} 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 ОВ I и II категории, если на них не проводить АВ, могут переходить в ОВ III категории с вероятностью 0,1 и 0,3, соответственно, полагаем, что средняя площадь градобитий из них равна:
Б.5 Подставив эти значения \overline{S_{i}} и значения \overline{n_{i}} из таблицы Б.1 в формулу (6) получим:
{}_{S_{100kp} = K_{\text{кр}}}{_{2 \cdot 100 + 13 \cdot 300 + 26 \cdot 1000 + 3 \cdot 5000}}_{= 45100 \cdot K_{\text{кр}} = 6270\text{га}} ;
{}_{S_{100\text{ск}} = K_{\text{ск}}}{_{0 \cdot 100 + 11 \cdot 300 + 18 \cdot 1000 + 1 \cdot 5000}}_{= 26300 \cdot K_{\text{ск}} = 6250\text{га}} ;
{}_{S_{100\text{ст}} = K_{\text{ст}}}{_{1 \cdot 100 + 12 \cdot 300 + 7 \cdot 1000 + 2 \cdot 5000}}_{= 20700 \cdot K_{\text{ст}} = 4500\text{га}} .
Б.6 Исходя из этих данных, средняя степень повреждения сельхозкультур от градобитий на ЗТ i-й ВС составляет:
Б.7 Коэффициент повреждаемости посевов на ЗТ разных ВС имеет небольшой разброс (0,14<\overline{K}<0,24) . Полагая для удобства расчетов по формуле (5), \overline{K} \approx 0,20 , получим значения \overline{S_{100_{i}}} — средние площади градобитий из ОВ различных категорий в пересчете на 100% повреждения:
- \overline{S_{100_{IV}}} \approx 1000\text{га} ;
- \overline{S_{100_{III}}} \approx 200\text{га} ;
- \overline{S_{100_{II}}} \approx 60\text{га} ;
- \overline{S_{100_{I}}} \approx 20\text{га} .
ПРИМЕР ЭКСПРЕСС ОЦЕНКИ ПРЕДОТВРАЩЕННОГО УЩЕРБА
В.1 Согласно телеграмме о воздействии от 17.07.2002 г. Ставропольской ВС обработано 3 ОВ II категории и 6 ОВ III категории. Отмечено выпадение крупы с ливневым дождем. Ущерба от градобитий на ЗТ не зафиксировано.
Следовательно, nI = 0, nII = 3, nIII = 6, nIV = 0. Подставив эти данные в формулу (7), имеем:
Таким образом, Ставропольской ВС 17.07.2002 г. предотвращены градобития на площади S = \sum_{i = I}^{IV} n_{i}\overline{S_{i}} = 3 \cdot 60\text{га} + 6 \cdot 200\text{га} = 1380\text{га} 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.