專利名稱：飛機(jī)人工增雨業(yè)務(wù)技術(shù)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種系統(tǒng)，特別涉及一種飛機(jī)人工增雨業(yè)務(wù)技術(shù)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近幾年各省在人工增雨業(yè)務(wù)技術(shù)系統(tǒng)的建設(shè)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(cè)資料限制，決策播云的時(shí)間、地點(diǎn)、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(wù)技術(shù)系統(tǒng)大都參照短期、短時(shí)降水預(yù)報(bào)確定播云區(qū)。用常規(guī)天氣預(yù)報(bào)方法預(yù)測(cè)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(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種作業(yè)前無微觀資料判別可播區(qū)時(shí)，用云的宏觀指標(biāo)決策播云區(qū)的飛機(jī)人工增雨業(yè)務(wù)技術(shù)系統(tǒng)。
本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種飛機(jī)人工增雨業(yè)務(wù)技術(shù)系統(tǒng)，其特征在于包括如下子系統(tǒng)1)天氣預(yù)警系統(tǒng)；2)決策系統(tǒng)；3)飛行動(dòng)態(tài)定位；4)效果檢驗(yàn)；5)資料庫及管理。
本發(fā)明的飛機(jī)人工增雨業(yè)務(wù)技術(shù)系統(tǒng)1)天氣預(yù)警系統(tǒng)，該子系統(tǒng)在分析全省雨情、墑情、旱情的基礎(chǔ)上，通過人機(jī)交換分析天氣變化，作出短期作業(yè)預(yù)警、準(zhǔn)備指令；2)決策系統(tǒng)，該子系統(tǒng)計(jì)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(shí)間、作業(yè)區(qū)域和作業(yè)高度的綜合決策圖；3)飛行動(dòng)態(tài)定位，該子系統(tǒng)在飛機(jī)作業(yè)期間，地面GPS定位系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)飛機(jī)動(dòng)態(tài)和作業(yè)情況，地面指揮人員可與飛機(jī)作業(yè)人員通話，臨時(shí)調(diào)整作業(yè)航線；4)效果檢驗(yàn)，該子系統(tǒng)由歷史資料庫、活動(dòng)對(duì)比區(qū)和影響區(qū)選擇、計(jì)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(chǔ)和值班日志四部分組成。
下面結(jié)合山東省人工增雨情況具體分析1)天氣預(yù)警系統(tǒng)該系統(tǒng)在分析全省雨情、墑情、旱情的基礎(chǔ)上，根據(jù)人工增雨的特點(diǎn)和需要，以常規(guī)氣象資料為主，以Micaps為主要工作平臺(tái)，對(duì)中央、省、市臺(tái)發(fā)布的長(zhǎng)、中、短期天氣預(yù)報(bào)進(jìn)行訂正，通過人機(jī)交換分析天氣變化，作出短期作業(yè)預(yù)警、準(zhǔn)備指令。
2)決策系統(tǒng)決策系統(tǒng)中主要采用MM5模式預(yù)報(bào)方案，在該方案中，根據(jù)山東的地理位置及天氣氣候特點(diǎn)，考慮到微機(jī)系統(tǒng)的計(jì)算能力，整個(gè)方案要求預(yù)報(bào)區(qū)域應(yīng)盡量包含影響山東的主要天氣系統(tǒng)，同時(shí)計(jì)算時(shí)間不能太長(zhǎng)，控制在2小時(shí)以內(nèi)。初始條件和邊界條件，采用國(guó)家氣象中心下發(fā)的T213中期數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品作為模式的第一猜場(chǎng)，利用12h一次的高空觀測(cè)和3h一次的地面觀測(cè)資料對(duì)其進(jìn)行訂正，最后形成模式的初始條件和邊界條件。在模式運(yùn)行過程中，利用分析逼近的方法，在運(yùn)行的前12h進(jìn)行同化。在運(yùn)用MM5中尺度模式計(jì)算結(jié)果時(shí)，計(jì)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(jì)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(shí)間、作業(yè)區(qū)域和作業(yè)高度的綜合決策圖。進(jìn)行有一定間隔的航線設(shè)計(jì)。
運(yùn)用極軌衛(wèi)星資料，根據(jù)研究給出的判別指標(biāo)，建立了利用FY1、NOAA衛(wèi)星數(shù)據(jù)判別飛機(jī)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(jí)(好、一般、差、不宜作業(yè)、無)進(jìn)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(biāo)移動(dòng)，動(dòng)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(dòng)態(tài)定位在飛機(jī)作業(yè)期間，地面GPS定位系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)飛機(jī)動(dòng)態(tài)和作業(yè)情況，地面指揮人員可與飛機(jī)作業(yè)人員通話，臨時(shí)調(diào)整作業(yè)航線。事后也可以回放作業(yè)航線，進(jìn)行分析研究。
4)效果檢驗(yàn)在增雨效益估算子系統(tǒng)中，采用活動(dòng)對(duì)比區(qū)和影響區(qū)，根據(jù)冷云催化劑擴(kuò)散模式，以作業(yè)區(qū)內(nèi)碘化銀粒子擴(kuò)散的濃度為依據(jù)，確定飛機(jī)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(biāo)確定對(duì)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(jì)方法確定增雨量。根據(jù)山東觀測(cè)數(shù)據(jù)，取擴(kuò)散區(qū)內(nèi)人工冰核濃度≥10·L-1的區(qū)域?yàn)樽鳂I(yè)影響區(qū)。計(jì)算增雨量時(shí)，在同類天氣系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)庫中，以對(duì)比區(qū)和影響區(qū)的雨量資料作歷史樣本，計(jì)算相關(guān)系數(shù)，建立回歸方程，并進(jìn)行相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)。通過檢驗(yàn)后，計(jì)算出影響區(qū)的估計(jì)增雨量，總增雨量和經(jīng)濟(jì)效益。該子系統(tǒng)由Visul Foxpro開發(fā)，由歷史資料庫、活動(dòng)對(duì)比區(qū)和影響區(qū)選擇、計(jì)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(chǔ)和值班日志四部分組成。雨量資料處理主要具有逐時(shí)、6小時(shí)、12小時(shí)和24小時(shí)雨量存儲(chǔ)，繪圖、統(tǒng)計(jì)、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(yù)設(shè)航線和作業(yè)航線圖等功能。資料存儲(chǔ)主要包括天氣資料、模式計(jì)算資料和省臺(tái)局域網(wǎng)等資料以及資料拷貝等項(xiàng)管理。值班日志用于編寫和查詢值班日志，實(shí)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(zhǎng)的區(qū)域，使得作業(yè)前無微觀資料時(shí)判別可播區(qū)有據(jù)可依。系統(tǒng)依托氣象基本業(yè)務(wù)進(jìn)行天氣預(yù)警，用MM5中尺度模式輸出結(jié)果計(jì)算用于尋找適宜播云區(qū)域指標(biāo)量。用其它監(jiān)測(cè)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(jì)算的基礎(chǔ)上，計(jì)算各負(fù)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(biāo)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(wù)技術(shù)體系。該系統(tǒng)實(shí)用并實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)化。


附圖為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
進(jìn)入飛機(jī)人工增雨業(yè)務(wù)技術(shù)系統(tǒng)后，首先啟動(dòng)天氣預(yù)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(tái)，對(duì)中央、省、市臺(tái)發(fā)布的長(zhǎng)、中、短期天氣預(yù)報(bào)進(jìn)行訂正，作出短期作業(yè)預(yù)警和準(zhǔn)備作業(yè)指令。
第二步進(jìn)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(jié)果，計(jì)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(jì)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(duì)作業(yè)時(shí)間、作業(yè)區(qū)域和作業(yè)高度的綜合決策進(jìn)行訂正。進(jìn)行間隔約6～10km的航線設(shè)計(jì)。
飛行計(jì)劃審批后對(duì)飛機(jī)進(jìn)行飛行動(dòng)態(tài)定位和監(jiān)測(cè)。地面指揮人員可與飛機(jī)作業(yè)人員通話，臨時(shí)調(diào)整作業(yè)航線。
作業(yè)結(jié)束后用增雨效益估算子系統(tǒng)進(jìn)行作業(yè)的效果檢驗(yàn)。采用活動(dòng)對(duì)比區(qū)和影響區(qū)方法，以作業(yè)區(qū)內(nèi)碘化銀粒子擴(kuò)散的濃度為依據(jù)，確定飛機(jī)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(biāo)確定對(duì)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(jì)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(chǔ)和值班日志編寫，實(shí)現(xiàn)辦公無紙化。
權(quán)利要求
1.一種飛機(jī)人工增雨業(yè)務(wù)技術(shù)系統(tǒng)，其特征在于包括如下子系統(tǒng)1)天氣預(yù)警系統(tǒng)；2)決策系統(tǒng)；3)飛行動(dòng)態(tài)定位；4)效果檢驗(yàn)；5)資料庫及管理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛機(jī)人工增雨業(yè)務(wù)技術(shù)系統(tǒng)，其特征在于1)天氣預(yù)警系統(tǒng)，該子系統(tǒng)在分析全省雨情、墑情、旱情的基礎(chǔ)上，通過人機(jī)交換分析天氣變化，作出短期作業(yè)預(yù)警、準(zhǔn)備指令；2)決策系統(tǒng)，該子系統(tǒng)計(jì)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(shí)間、作業(yè)區(qū)域和作業(yè)高度的綜合決策圖；3)飛行動(dòng)態(tài)定位，該子系統(tǒng)在飛機(jī)作業(yè)期間，地面GPS定位系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)飛機(jī)動(dòng)態(tài)和作業(yè)情況，地面指揮人員可與飛機(jī)作業(yè)人員通話，臨時(shí)調(diào)整作業(yè)航線；4)效果檢驗(yàn)，采用活動(dòng)對(duì)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(jì)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(chǔ)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(jī)人工增雨業(yè)務(wù)技術(shù)系統(tǒng)。該飛機(jī)人工增雨業(yè)務(wù)技術(shù)系統(tǒng)，其特征在于包括如下子系統(tǒng)1)天氣預(yù)警系統(tǒng)，2)決策系統(tǒng)，3)飛行動(dòng)態(tài)定位，4)效果檢驗(yàn)，5)資料庫及管理。本發(fā)明在其基本物理量計(jì)算的基礎(chǔ)上，計(jì)算各負(fù)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(biāo)量以確定飛機(jī)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(yàn)中，采用活動(dòng)對(duì)比區(qū)和影響區(qū)方法，以作業(yè)區(qū)內(nèi)碘化銀粒子擴(kuò)散的濃度為依據(jù)，確定飛機(jī)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(jì)方法確定增雨量。該發(fā)明建立了完整的業(yè)務(wù)技術(shù)體系。該系統(tǒng)實(shí)用并實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)化。
文檔編號(hào)G06Q50/00GK1811805SQ20061004241
公開日2006年8月2日 申請(qǐng)日期2006年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月23日
發(fā)明者王以琳, 劉詩軍, 李昌義, 劉 文 申請(qǐng)人:山東省氣象科學(xué)研究所