專利名稱：飛機人工增雨業(yè)務技術系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種系統(tǒng)，特別涉及一種飛機人工增雨業(yè)務技術系統(tǒng)。
背景技術：
近幾年各省在人工增雨業(yè)務技術系統(tǒng)的建設中作了大量的工作，在人工增雨作業(yè)中發(fā)揮了很好的作用。由于作業(yè)前探測資料限制，決策播云的時間、地點、高度等問題一直是困擾指揮作業(yè)的難題。綜合各省的業(yè)務技術系統(tǒng)大都參照短期、短時降水預報確定播云區(qū)。用常規(guī)天氣預報方法預測作業(yè)區(qū)不能滿足冷云播云的需要。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明為了彌補現(xiàn)有技術的不足，提供了一種作業(yè)前無微觀資料判別可播區(qū)時，用云的宏觀指標決策播云區(qū)的飛機人工增雨業(yè)務技術系統(tǒng)。
本發(fā)明是通過如下技術方案實現(xiàn)的一種飛機人工增雨業(yè)務技術系統(tǒng)，其特征在于包括如下子系統(tǒng)1)天氣預警系統(tǒng)；2)決策系統(tǒng)；3)飛行動態(tài)定位；4)效果檢驗；5)資料庫及管理。
本發(fā)明的飛機人工增雨業(yè)務技術系統(tǒng)1)天氣預警系統(tǒng)，該子系統(tǒng)在分析全省雨情、墑情、旱情的基礎上，通過人機交換分析天氣變化，作出短期作業(yè)預警、準備指令；2)決策系統(tǒng)，該子系統(tǒng)計算和繪制冰面飽和區(qū)、垂直水汽輸送區(qū)、整層和冷層水汽積分量等值線；繪制經(jīng)、緯向綜合垂直剖面圖；利用原始衛(wèi)星資料作出降雨幾率分析圖；利用單站探空資料分析垂直特征量；最后作出，確定作業(yè)時間、作業(yè)區(qū)域和作業(yè)高度的綜合決策圖；3)飛行動態(tài)定位，該子系統(tǒng)在飛機作業(yè)期間，地面GPS定位系統(tǒng)，實時監(jiān)測飛機動態(tài)和作業(yè)情況，地面指揮人員可與飛機作業(yè)人員通話，臨時調(diào)整作業(yè)航線；4)效果檢驗，該子系統(tǒng)由歷史資料庫、活動對比區(qū)和影響區(qū)選擇、計算增雨量和打印四部分組成；5)資料庫及管理，該子系統(tǒng)建立人工增雨作業(yè)資料庫，由雨量資料、作業(yè)資料、資料存儲和值班日志四部分組成。
下面結合山東省人工增雨情況具體分析1)天氣預警系統(tǒng)該系統(tǒng)在分析全省雨情、墑情、旱情的基礎上，根據(jù)人工增雨的特點和需要，以常規(guī)氣象資料為主，以Micaps為主要工作平臺，對中央、省、市臺發(fā)布的長、中、短期天氣預報進行訂正，通過人機交換分析天氣變化，作出短期作業(yè)預警、準備指令。
2)決策系統(tǒng)決策系統(tǒng)中主要采用MM5模式預報方案，在該方案中，根據(jù)山東的地理位置及天氣氣候特點，考慮到微機系統(tǒng)的計算能力，整個方案要求預報區(qū)域應盡量包含影響山東的主要天氣系統(tǒng)，同時計算時間不能太長，控制在2小時以內(nèi)。初始條件和邊界條件，采用國家氣象中心下發(fā)的T213中期數(shù)值預報產(chǎn)品作為模式的第一猜場，利用12h一次的高空觀測和3h一次的地面觀測資料對其進行訂正，最后形成模式的初始條件和邊界條件。在模式運行過程中，利用分析逼近的方法，在運行的前12h進行同化。在運用MM5中尺度模式計算結果時，計算和繪制0、-5、-10、-15、-20、-25、-30℃層冰面飽和區(qū)、垂直水汽輸送區(qū)、整層和冷層水汽積分量等值線；繪制濟南緯向綜合垂直剖面圖、荷澤緯向綜合垂直剖面圖、聊城經(jīng)向綜合垂直剖面圖、臨沂經(jīng)向綜合垂直剖面圖；利用原始衛(wèi)星資料作出降雨幾率分析圖；利用單站探空資料分析大氣垂直特征量；最后作出，確定作業(yè)時間、作業(yè)區(qū)域和作業(yè)高度的綜合決策圖。進行有一定間隔的航線設計。
運用極軌衛(wèi)星資料，根據(jù)研究給出的判別指標，建立了利用FY1、NOAA衛(wèi)星數(shù)據(jù)判別飛機增雨云層作業(yè)條件圖象產(chǎn)品的軟件系統(tǒng)。具有資料處理和產(chǎn)品顯示功能。資料處理功能利用衛(wèi)星原始數(shù)據(jù)分五級(好、一般、差、不宜作業(yè)、無)進行云層作業(yè)條件判別，生成云層條件分析產(chǎn)品；產(chǎn)品顯示功能顯示衛(wèi)星分析圖象產(chǎn)品，并隨鼠標移動，動態(tài)顯示地理經(jīng)度、緯度、離氣象站方位距離、作業(yè)條件等信息。
3)飛行動態(tài)定位在飛機作業(yè)期間，地面GPS定位系統(tǒng)，實時監(jiān)測飛機動態(tài)和作業(yè)情況，地面指揮人員可與飛機作業(yè)人員通話，臨時調(diào)整作業(yè)航線。事后也可以回放作業(yè)航線，進行分析研究。
4)效果檢驗在增雨效益估算子系統(tǒng)中，采用活動對比區(qū)和影響區(qū)，根據(jù)冷云催化劑擴散模式，以作業(yè)區(qū)內(nèi)碘化銀粒子擴散的濃度為依據(jù)，確定飛機人工增雨的影響區(qū)；以天氣系統(tǒng)歷史降雨量的分布等指標確定對比區(qū)；采用單次天氣系統(tǒng)分層歷史回歸或區(qū)域?qū)Ρ鹊慕y(tǒng)計方法確定增雨量。根據(jù)山東觀測數(shù)據(jù)，取擴散區(qū)內(nèi)人工冰核濃度≥10·L-1的區(qū)域為作業(yè)影響區(qū)。計算增雨量時，在同類天氣系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)庫中，以對比區(qū)和影響區(qū)的雨量資料作歷史樣本，計算相關系數(shù)，建立回歸方程，并進行相關系數(shù)檢驗。通過檢驗后，計算出影響區(qū)的估計增雨量，總增雨量和經(jīng)濟效益。該子系統(tǒng)由Visul Foxpro開發(fā)，由歷史資料庫、活動對比區(qū)和影響區(qū)選擇、計算增雨量和打印四部分組成。
5)資料庫及管理建立人工增雨作業(yè)資料庫，由雨量資料、作業(yè)資料、資料存儲和值班日志四部分組成。雨量資料處理主要具有逐時、6小時、12小時和24小時雨量存儲，繪圖、統(tǒng)計、查詢、打印等功能。作業(yè)資料處理主要具有繪制、查詢、歷史作業(yè)資料，回顯預設航線和作業(yè)航線圖等功能。資料存儲主要包括天氣資料、模式計算資料和省臺局域網(wǎng)等資料以及資料拷貝等項管理。值班日志用于編寫和查詢值班日志，實現(xiàn)辦公無紙化。
我們根據(jù)冰水轉(zhuǎn)化理論，在播云窗中尋找適宜冰晶增長的區(qū)域，使得作業(yè)前無微觀資料時判別可播區(qū)有據(jù)可依。系統(tǒng)依托氣象基本業(yè)務進行天氣預警，用MM5中尺度模式輸出結果計算用于尋找適宜播云區(qū)域指標量。用其它監(jiān)測手段作業(yè)起飛前航線的調(diào)整。
本發(fā)明在其基本物理量計算的基礎上，計算各負溫度層的冰面飽和區(qū)、水汽垂直輸送區(qū)、水汽積分量等指標量，在指揮作業(yè)中能取得較好的效果，建立了完整的業(yè)務技術體系。該系統(tǒng)實用并實現(xiàn)了業(yè)務化。


附圖為本發(fā)明的結構框圖。
具體實施方式
進入飛機人工增雨業(yè)務技術系統(tǒng)后，首先啟動天氣預警子系統(tǒng)。用該子系統(tǒng)分析的雨情、墑情，以Micaps為主要工作平臺，對中央、省、市臺發(fā)布的長、中、短期天氣預報進行訂正，作出短期作業(yè)預警和準備作業(yè)指令。
第二步進行作業(yè)決策。在決策子系統(tǒng)中主要采用MM5中尺度模式的初始結果，計算和繪制0、-5、-10、-15、-20、-25、-30℃層冰面飽和區(qū)、垂直水汽輸送區(qū)，整層和冷層水汽積分量等值線；繪制濟南、荷澤緯向綜合垂直剖面圖，聊城、臨沂經(jīng)向綜合垂直剖面圖；從中定出作業(yè)區(qū)的水平和垂直作業(yè)范圍。利用原始衛(wèi)星資料作出降雨幾率分析圖，利用單站探空資料分析垂直特征量，對作業(yè)時間、作業(yè)區(qū)域和作業(yè)高度的綜合決策進行訂正。進行間隔約6～10km的航線設計。
飛行計劃審批后對飛機進行飛行動態(tài)定位和監(jiān)測。地面指揮人員可與飛機作業(yè)人員通話，臨時調(diào)整作業(yè)航線。
作業(yè)結束后用增雨效益估算子系統(tǒng)進行作業(yè)的效果檢驗。采用活動對比區(qū)和影響區(qū)方法，以作業(yè)區(qū)內(nèi)碘化銀粒子擴散的濃度為依據(jù)，確定飛機人工增雨的影響區(qū)；以天氣系統(tǒng)歷史降雨量的分布等指標確定對比區(qū)；采用單次天氣系統(tǒng)分層歷史回歸或區(qū)域?qū)Ρ鹊慕y(tǒng)計方法確定增雨量。
資料庫及管理子系統(tǒng)是輔助系統(tǒng)。用于雨量資料、作業(yè)資料、資料存儲和值班日志編寫，實現(xiàn)辦公無紙化。
權利要求
1.一種飛機人工增雨業(yè)務技術系統(tǒng)，其特征在于包括如下子系統(tǒng)1)天氣預警系統(tǒng)；2)決策系統(tǒng)；3)飛行動態(tài)定位；4)效果檢驗；5)資料庫及管理。
2.根據(jù)權利要求1所述的飛機人工增雨業(yè)務技術系統(tǒng)，其特征在于1)天氣預警系統(tǒng)，該子系統(tǒng)在分析全省雨情、墑情、旱情的基礎上，通過人機交換分析天氣變化，作出短期作業(yè)預警、準備指令；2)決策系統(tǒng)，該子系統(tǒng)計算和繪制冰面飽和區(qū)、垂直水汽輸送區(qū)、整層和冷層水汽積分量等值線；繪制經(jīng)、緯向綜合垂直剖面圖；利用原始衛(wèi)星資料作出降雨幾率分析圖；利用單站探空資料分析垂直大氣特征量；最后作出，確定作業(yè)時間、作業(yè)區(qū)域和作業(yè)高度的綜合決策圖；3)飛行動態(tài)定位，該子系統(tǒng)在飛機作業(yè)期間，地面GPS定位系統(tǒng)，實時監(jiān)測飛機動態(tài)和作業(yè)情況，地面指揮人員可與飛機作業(yè)人員通話，臨時調(diào)整作業(yè)航線；4)效果檢驗，采用活動對比區(qū)和影響區(qū)方法，采用單次天氣系統(tǒng)分層歷史回歸或區(qū)域?qū)Ρ鹊慕y(tǒng)計方法確定增雨量。5)資料庫及管理，該子系統(tǒng)建立人工增雨作業(yè)資料庫，由雨量資料、作業(yè)資料、資料存儲和值班日志四部分組成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種飛機人工增雨業(yè)務技術系統(tǒng)。該飛機人工增雨業(yè)務技術系統(tǒng)，其特征在于包括如下子系統(tǒng)1)天氣預警系統(tǒng)，2)決策系統(tǒng)，3)飛行動態(tài)定位，4)效果檢驗，5)資料庫及管理。本發(fā)明在其基本物理量計算的基礎上，計算各負溫度層的冰面飽和區(qū)、水汽垂直輸送區(qū)、水汽積分量等指標量以確定飛機人工增雨播云區(qū)，在指揮作業(yè)中能取得較好的效果。在效果檢驗中，采用活動對比區(qū)和影響區(qū)方法，以作業(yè)區(qū)內(nèi)碘化銀粒子擴散的濃度為依據(jù)，確定飛機人工增雨的影響區(qū)；采用單次天氣系統(tǒng)分層歷史回歸或區(qū)域?qū)Ρ鹊慕y(tǒng)計方法確定增雨量。該發(fā)明建立了完整的業(yè)務技術體系。該系統(tǒng)實用并實現(xiàn)了業(yè)務化。
文檔編號G06Q50/00GK1811805SQ20061004241
公開日2006年8月2日 申請日期2006年2月23日 優(yōu)先權日2006年2月23日
發(fā)明者王以琳, 劉詩軍, 李昌義, 劉 文 申請人:山東省氣象科學研究所