微型无人驾驶飞机气象探空系统

微型无人驾驶飞机气象探空系统由微型无人驾驶飞机,数字化探空仪和地面接收控制处理系统组成。微型无人驾驶飞机采用ＧＰＳ导航,具有自动导航,、自动驾驶功能,它能在机载自动控制系统控制下完成预定航线的飞行,并实时地浆飞机的飞行轨迹和探测数据传送到地面。     

新一代飞机人工增雨作业指挥系统研制与应用

飞机人工增雨的地面指挥是保证作业安全、科学作业的重要条件,为此研制了具有黑龙江省特色的指挥系统。该系统借鉴了国内同类系统的思路,吸收了其中的优点,突出了多普勒天气雷达资料的应用,决策子系统实现了作业预案的自动生成和输出,通信子系统利用嵌套在电子地理信息系统(GIS)上的实时雷达资料和卫星云图资料跟踪飞机进行指挥,随时根据作业云系的变化调整作业方案,改变飞行航线,达到安全和科学作业的目的。2年的业务运行表明该系统实用、可靠。     

微型无人机遥感影像的纠偏与定位

在分析无人机遥感影像几何变形理论基础上，利用标准图形垂直摄影法标定相机，建立相机误差纠正模型；使用大比例尺地形图作为底图，通过同名点配准纠正航摄影像，全过程不使用外方位元素。最终影像经实际检验，单点定位平均误差为1．0m左右。     

边界层微型火箭气象探空系统研制与应用

首次介绍了国内自主研制的边界层微型火箭气象探空系统,系统包括火箭发射装置、探空仪、降落伞、地基接收设备和数据接收处理软件,其温度、湿度和气压测量采用数字式传感器,风速和风向由北斗/GPS全球定位信息获得。火箭升空至顶点后,将探空仪和降落伞从仪器舱弹出,在下降过程中测量大气的温度、湿度、气压和风速、风向等参数,通过无线发射机传送至地面接收机,由处理软件实现数据存储和参数分析。不同地区、不同气象条件下多次外场比较试验和实际应用结果表明,该系统性能稳定,探测技术指标和功能满足使用单位的设备研制要求,可应用于气象保障、大气探测、环境监测及海洋气象要素廓线的观测。     

可移式激光多普勒雷达

该激光多普勒雷达系统主要用来探测大气晴空三维风场。晴空大气风场精细结构的探测对灾害性天气的临近预报、边界层结构研究、城市环境监测和预报、大型活动特种气象保障、飞行安全等有重要意义。在中国气象局的支持下，中国气象科学研究院与中国海洋大学合作研制探测大气三维精细结构的小型化可移动非相干测风激光雷达系统，实现了车载小型化，将现有的风场一维探测扩展为二维、三维探测，提高了探测精度和系统的稳定性和可靠性，满足气象业务观测的需要。该系统将用于2008年奥运会的气象保障，提高海面风场的监测和临近预报能力。     

基于北斗一号的高空风探测方法研究

我国自2000年建立北斗一号导航系统,2003年开放民用,北斗系统在气象领域的应用广受关注。分析研究北斗一号应用于高空风探测的可行性并进行了试验和验证。利用探空仪实时探测的高精度温、压、湿数据,实时确定探空仪高度,注入北斗定位单元,通过无源定位方式确定探空仪位置,获取计算层风。通过与GPS测风系统进行双施放比对,风速偏差约为0.5m/s,初步满足业务应用要求。     

移动式自动气象站设计及其在应急气象环境监测服务中的应用

随着国民经济和社会的迅速发展,突发气象灾害对社会造成的危害越来越大,建设气象灾害监测预警与应急系统工程是全面提升气象防灾减灾应急响应能力的需要。设计满足应急气象环境监测服务需求的移动式自动气象站,采集地面实时气象要素,可以为突发气象灾害以及其它环境灾害提供气象决策服务。该文介绍国外移动综合探测系统的发展概况和国内移动应急气象观测的现状,并提出满足应急气象环境观测服务需要的自动气象站技术性能要求和设计原则。移动式自动气象站在应急气象环境监测中扮演着重要角色,在气象、林业、水利、交通、环保等领域均具有广阔的应用前景。     

我国机载下投式探空飞机首次试飞和试投放探空仪取得成功

由中国气象科学研究院承担的国家973项目“我国南方致洪暴雨监测与预测的理论和方法研究”、灾害天气国家重点实验室联合航空装备研究所、天津大学、凌云科技集团有限公司、空军某航空部队开发的机载下投式探空飞机已正式试飞,并在6km、7km和8km3个不同高度试投放机载下投式探空仪取得圆满成功。     

Advances in meteorological instrumentation for air quality and emergency response

Summary Air quality forecasting and emergency response are receiving increasing emphasis in the US and elsewhere; both share similar but not identical needs for advanced meteorological observations. At the same time, there has been a steady increase in the performance characteristics of ground-based remote sensing systems as well as ground-based and airborne in situ measurement systems. The structure of the planetary boundary layer is summarized in the context of implications for transport and diffusion, along with the measurement requirements for dispersion modeling. We then review the current state-of-the-art of operational and quasi-operational measurement systems with a focus on boundary layer measurements. Measurement systems discussed include: meteorological radar, radar wind profilers, radio acoustic sounding systems, lidar, sodar, GPS receivers, microwave radiometers, radiosonde systems, commercial aircraft measurements, and traditional near-surface in situ sensors.     

一次西太平洋副热带高压进退过程中暴雨的GPS可降水量特征

利用2010年8月石家庄地基GPS反演的可降水量资料、地面加密自动站和常规天气资料,对一次由副热带高压进退引起的强降水天气过程中的GPS可降水量和假相当位温的演变趋势进行了分析。结果表明：1）降水通常出现在GPS可降水量高于基值时,尤其是在GPS可降水量达到极大值前后,极大值阶段对应强降水;GPS可降水量上升后期若有高空槽扰动,则出现对流性强降水;GPS可降水量下降初期仍将维持弱降水。2）非对流稳定性降水的GPS可降水量呈波状变化,变化幅度相对较小,呈多峰型,强降水与GPS可降水量的大值阶段对应;对流性降水过程中,GPS可降水量升降剧烈,GPS可降水量和降水强度的峰值刚好对应。3）降水多发生在GPS可降水量偏离系数为正时,强降水一般出现在偏离系数超过1时。当GPS可降水量剧烈增长,降水性质为对流性雷雨或阵雨时,对应的偏离系数可比稳定性降水的略小。4）前期高能量的积累是降水发生的必要条件,副高降水出现在假相当位温的快速下降阶段或谷值区。假相当位温峰值越高、升降幅度越大、高值持续时间越长,相应的降水就越强。     

地空基GPS探测应用研究进展

GPS大气探测(GPS气象学)目前已成为国际GPS应用的热点问题，可分为地基和空基应用两个方向。目前，地基的研究和应用技术已基本成熟，并从技术研究走向业务应用；在空基探测方面，国际上很多国家和地区都实施并发射了GPS应用气象小卫星，美国国家极轨环境卫星(NPOES)和欧盟极轨气象卫星系列(METOP)也都将搭载星载的GPS接收机，用于对地的掩星探测。GPS气象学已成为卫星气象学的一部分，它所获得的稳定的覆盖全球的对流层和平流层温度、气压、水汽和空间电子浓度的廓线资料，对气象预报、气候变化和空间天气的研究业务应用具有重要的应用价值。     

河南省人工防雹作业指挥系统研发及应用

利用河南省历史气象资料,结合先进的防雹理论与技术,系统分析和总结了河南省冰雹过程的天气尺度与中尺度概念模型,并根据三维冰雹云数值模式及雷达探测、闪电定位、卫星、自动站数据,研发出河南省人工防雹作业指挥系统。该系统包括天气形势分析子系统和作业决策指挥子系统。天气形势分析子系统可根据大尺度形势背景、中尺度系统特征及三维冰雹云数值模式和卫星、闪电、自动站资料,对可能降雹区进行预测。作业决策指挥子系统通过对雷达数据产品的二次开发,完成雷达资料处理、产品生成及风暴自动识别、分类、预警,并根据参数的变化和雹云的移动方向,对下游作业区进行预警及输出作业方案。整个系统基于VS2005开发平台,使用c++开发语言,利用图层分层管理将地理信息、雷达实时观测资料、雷达二次产品、高空资料、火箭和高炮作业点等信息分层显示。系统自动化程度高,操作简便,为河南省冰雹天气预报预警提供了可参考的技术指标体系。     

基于移动通信网络的中小尺度加密自动气象站网资料收集技术

结合成都市特殊的地理环境和现有地面气象监测条件对中小尺度加密自动气象站网的业务特性与需求进行了分析,对GPRS、CDMA1X等主流的现代移动通信网络及技术特点进行了对比研究,在此基础上探讨了二者业务性质客观的内在联系。同时,结合建设成都市中小尺度加密自动气象站网的经验,提出了更加合理优化的资料收集应用模型。     

气象灾害灾情共享系统的设计与实现

气象灾害灾情共享系统设计用于实时、历史气象灾害灾情数据的收集、上报、传输、处理、应用和管理。系统分为采集传输、数据逻辑和应用服务3层,由灾情直报客户端、数据传输分系统、灾情预处理和入库分系统、气象灾害灾情收集、整理、分析和评估网站、气象灾害灾情综合数据库组成。重点介绍构建气象灾害灾情系统的灾情数据规范化收集、质量控制和空间化分析等关键技术。在国家级气象部门的业务应用表明,系统实现了干旱、暴雨、台风、高温、低温等气象灾害灾情收集、处理、分析和共享,能够满足灾害性天气预报和服务需求,并对各级气象部门构建气象灾害灾情共享系统具有指导意义。     

四川盆地低空飞行的气象条件分析

根据2011～2018年四川省152个站点逐日08、14、20时的常规地面观测资料、逐小时加密自动站资料，以及3个探空站08时探空资料，详细分析了四川盆地低空(3000m以下)飞行的气象条件，包括不同高度层风场、温度、低云等气象要素的时空分布特征，以及对通用航空飞行器的影响。结果表明:四川盆地一年之中春季以及一日之中下午地面风对通航飞行的影响最大，秋季最小；盆地西北地区850hPa以下存在逆温层以及风向的切变，因此容易产生飞机颠簸，700hPa高度层因风向均匀而受到切变的影响最小；冬季盆地西北地区最易产生飞机积冰，且850hPa高度最容易发生中度积冰；盆地中部低云对飞行的影响最小。      

省级公众气象信息服务业务系统

为适应公众气象信息服务的需求,提高公众气象服务的针对性、及时性与准确性,满足政府决策及社会广大专业用户的各类需求,改建和扩充了省级公众气象信息服务业务系统。系统包括 “12121”声讯子系统、手机短信业务子系统、公众气象信息服务分布式大型数据库、公众气象信息产品制作子系统和媒体气象信息业务子系统。分别从系统的设计思路、系统总体结构、各子系统功能及系统在投入使用后取得的效益等方面进行了概述。     

GPS遥感区域大气水汽总量研究回顾与展望

20世纪90年代以来，GPS气象学迅速发展成为一个前沿性、多学科交叉的研究领域，利用GPS技术探测大气水汽含量的研究取得了很大进展，有望在未来大气探测、天气预报和气候变化的研究和业务工作中发挥重要作用。文章论述了利用GPS遥感大气水汽总量的气象学意义，比较了该技术相对于其它探测方法的特点和优势，简介了GPS遥感大气水汽总量的类型以及地基GPS气象学的基本原理，对国内外近10年来在应用地基GPS技术遥感大气水汽总量方面取得的主要成果、应用现状及未来发展趋势做了综合性评述。最后，分析了该技术目前存在的主要问题。     

复合翼无人机不同传感器探测大气温湿度对比北大核心CSCD

无人机为大气探测的重要平台,为克服固定翼起飞降落条件要求高和旋翼机飞行航时短的问题,中国科学院大气物理研究所中层大气和全球环境探测实验室自主研制了一款新型复合翼无人机。为检验其在近地面探测大气温湿度的能力,于2020年7月28日—8月6日及2021年8月1—6日,在内蒙古自治区正镶白旗无人机综合验证基地开展了两期无人机搭载不同传感器探测温湿度的比对试验。结果显示:机载自动站与GPS探空仪所测温度绝对偏差为2.00℃~2.35℃,系统偏差可订正;两者所测相对湿度绝对偏差为4.28%;2021年搭载维萨拉温湿探头,测量对比表明维萨拉温湿探头与GPS探空仪测量结果一致性较好,机载自动站与两者差异较大。飞行探测试验表明:长航时复合翼无人机在近地面大气层探空方面机动性强,与常规旋翼无人机相比,可获取更大垂直与水平范围的气象要素信息。     

省级气象计量检定业务自动化系统

省级气象计量检定业务自动化系统 (以下简称系统) 是省级气象计量部门的业务应用平台, 以提高其业务管理水平、工作效率和检定质量。系统基于现有省级气象计量标准硬件设备,辅之以自动化智能控制技术,采用B/S和C/S软件开发模式,实现检定业务的数字化、信息化和自动化。该系统包含计量业务管理和自动化检定两个子系统,共用同一个检定数据库。计量业务管理子系统由仪器收发、常规仪器检修、系统管理、预警超检、报表处理、综合查询统计、计量器具管理等模块组成;自动化检定子系统包括温度、湿度、气压、风、雨量等传感器的自动化检测,能够自动采集数据、自动生成原始记录和检测证书。系统的业务应用表明:系统自动化程度高,提高了业务管理水平、工作效率和检定质量。     

基于往返式平漂探空的FY-3D卫星反演温度检验

往返式平漂探空观测（以下简称平漂探空）可实现对流层至平流层低层大气温度廓线垂直探测以及平流层低层内持续4 h的水平温度分布探测。该文介绍利用平漂探空试验数据对风云3号气象卫星D星（FY-3D）反演温度数据的检验评估算法,基于该算法和2021年3—9月长江中下游平漂探空试验数据完成对卫星反演大气温度数据的检验。结果显示:FY-3D卫星反演的温度数据准确度总体较高,与平漂探空上升段数据平均绝对偏差约为1.34℃,与下降段数据平均绝对偏差约为1.93℃;卫星反演的100 hPa以上和850 hPa以下温度误差分别偏大0.59℃和0.33℃;卫星反演平流层温度准确度低于温度廓线,平均绝对偏差约为3.92℃;与平漂探空数据相比,卫星大气温度廓线分辨率较低、趋势较平滑,无法显示大气温度垂直分布和平流层温度水平分布的细节特征。