中尺度碘化银催化数值模式在人工影响天气业务中的应用试验

数值模式越来越多地应用于人工影响天气业务工作中。文中着眼北京地区人工影响天气业务对数值模式预报的需求,结合地基作业的特点,初步进行了碘化银（AgI）冷云催化数值模式在人工影响天气业务中的应用试验。试验采用同化了多种观测资料的北京睿图快速更新和多尺度分析预报系统-临近子系统（RMAPS-ST,Rapid-refresh Multi-scale Analysis and Prediction System-Short Term）的预报结果做为初始场,运用耦合了冷云催化模块的中尺度数值模式WRF（Weather Research and Forecasting Model）进行冷云催化数值试验,催化模块添加在Morrison双参数微物理方案中,考虑了水汽在人工冰核上的凝华核化、凝结冻结和接触冻结核化过程,模拟范围覆盖北京地区所有的地面作业站点以及华北人工影响天气飞机作业区域。业务试验包括运行对照试验以判定具有催化潜力的地基作业站点及催化信息、进行预催化模拟和实际作业后的催化模拟。个例应用显示,冷云催化数值模式的业务试验可以预判未来一定时段内人工影响天气相关物理量场的变化及作业效果,可为前期人工影响天气地面作业方案的制定提供参考,后期可进行实际作业信息输入进行催化模拟,对比验证与分析可以改进和优化流程算法,不断提升制定地面作业方案的科技水平。      

基于GIS的人工影响天气系统设计与实现

综合分析与总结了人工影响天气终端软件在框架结构和GIS应用方面的现状及存在的问题,针对人影的特定业务需求,提出了基于开源GIS的插件式人工影响天气指挥系统的设计方案.以.NET为开发平台,采用插件式GIS应用框架的二次开发方式设计系统架构,同时结合GDAL与SharpMap实现系统的GIS功能需求.在此基础上,详细阐述了插件模块和各GIS功能模块的实现,并给出了人工影响天气指挥系统的具体设计方法.实际运行效果表明,该指挥系统极大地提高了人影业务功能扩展以及后期维护的效率.     

河南省人工影响天气一体化智能业务系统设计思路

河南省人工影响天气(以下简称人影)一体化智能业务系统是在河南人影综合分析和指挥系统(CPAS_HN)的基础上,利用云平台、大数据等技术开发的具有河南特色的人影一体化智能业务系统。根据人影五段实时业务要求,该系统完善了数据采集存储模块、作业条件潜力预报模块、作业条件预警模块和飞机作业跟踪指挥模块,增加了作业过程和作业计划模块和人工防雹系统应用集成及作业效果分析评估功能;升级了地面作业信息管理和作业站点信息管理两个模块;实现了省级人影产品共享发布功能;并通过3G/4G等多种通讯方式,实现了省、市、县人影指挥中心与作业点外场人员之间的信息快速传递。该系统包括8个分系统:人影综合处理分析和指挥系统(CPAS_HN)、产品共享发布系统、综合业务信息管理系统、手机APP系统、地面作业空域申报系统、高炮/火箭安全射界图设计系统、数据产品和业务系统监控系统、作业效果分析评估系统,并与河南省人工防雹系统和人影作业装备弹药物联网管理系统无缝连接,大幅度提升了全省人影作业装备弹药作业指挥的效率与作业实施的及时性和安全性。     

基于MICAPS 3核心的人影业务平台设计与开发

文章主要介绍了基于MICAPS 3.2系统框架的人工影响天气业务平台的设计与开发.首先介绍了MICAPS 3.2的主要功能、模块设计特点以及主要的系统接口情况.其次介绍了人工影响天气的工作流程、工作内容以及主要产品并指出不同类型的数据在该系统中的交互方法.最后,针对人影工作特点设计菜单和界面布局,完成系统开发设计,并展示了开发完成后人影业务主要产品的例子.     

基于三维GIS的内蒙古人工影响天气电子沙盘系统设计及应用

基于国内自主知识产权的EV-Globe三维GIS平台,结合高分辨率遥感影像和数字高程模型,设计研发了内蒙古人工影响天气电子沙盘系统,实现了内蒙古人影作业装备和观测站的布局展示,卫星云图、雷达回波及降水量等天气监测信息的三维可视化分析展示,实际人影作业过程及作业方案的三维仿真模拟等功能,体现了人影空地立体作业模式,为用户提供形象直观的地理场景、飞机穿云及催化播撒效果,对提升人影指挥决策能力和作业能力起到积极作用。     

冷云人工增雨催化区的探空判据

为解决冷云人工增雨催化前没有微物理资料确定人工增雨潜力区的问题,文中利用加密探空资料,根据发生贝吉龙过程的条件,分析了适宜冰晶增长的区域和冷云可播区,提出了冷云人工催化的宏观判据。适宜冰晶增长的区域先于降水在高层出现,降水开始时在-1℃层以上存在深厚的冰水转化区,这一区域自高空向下随天气系统自西向东传播。文中还构造了增雨潜力系数和结束冷云催化的判据。降水过程后期根据可播区、准饱和层的分布判断是否继续进行冷云催化。该宏观判据易于在人工增雨作业中使用。     

基于ArcGIS的人工影响天气综合分析平台

人工影响天气业务涉及大、中、小、微尺度各种资料分析,信息种类繁多,类型复杂,需要一个强大的综合分析平台的支持。文章介绍了基于ArcGIS的人影综合分析平台(WMicaps)的总体设计目标、软件框架、数据标准化、系统数据库、平台主要功能以及主要采用的技术方法等。该平台是针对人工影响天气作业研究设计的系统,主要用于人影综合分析处理、决策指挥、效果评估以及高炮、火箭增雨防雹服务等。     

内蒙古人工影响天气业务系统推广培训

内蒙古自治区气象科学研究所（内蒙古人工影响天气中心）开发了“内蒙古人工影响天气业务技术系统”,该系统结构和功能依据人工影响天气业务流程设计,包括综合监测、预报平台、决策平台、实时监控、效果评估和信息管理六部分组成。采用的是下拉式菜单和树状列表的形式,能够实现综合观测信息、人影专项预报产品制作发布、在1：25万电子地图上主观决策设计航线、飞机动态监测、高炮火箭作业预警、效果评估和相关业务值班上报报表等信息的管理等功能。该系统于2007年10月通过区局专家组的验收。在2008年3月上句通过举办系统推广培训班,有来自12个盟市的16位技术人员参加了该培训班,目前该业务系统已经在全区进行了推广应用。     

内蒙古人工影响天气业务技术系统的建设与应用

人工影响天气业务是涉及气象、航空等多领域多部门的一项综合性业务,依据此项业务的流程设计开发了内蒙古自治区级人工影响天气业务技术系统。该业务技术系统以1:25万地理信息为基础,包括综合监测、预报平台、决策平台、实时监控、效果评估和信息管理六部分。能够实现人影相关的观测资料显示、作业条件分析、航线设计、增雨飞机动态实时监控、效益评估及生成各种信息报表等功能,已经投入业务应用且在内蒙古自治区内推广应用。     

基于WebGIS的内蒙古人工影响天气区域联防平台的设计与实现

为了实现人工影响天气区域联防作业模式,利用Web GIS技术,设计研发了内蒙古人工影响天气区域联防平台,由综合监测、作业指导、空域申请、作业监控和效果分析等5个模块组成。平台满足了自治区、盟市、旗县和作业点的业务功能需求,涵盖了监测预报、作业监控指挥、效果计算和信息上报等人工影响天气各阶段业务功能,同时打通了相邻作业单位之间的信息传递通道,实现了天气系统上下游地区的互联互通和重点作业潜力区的联合作业模式,为提升人工影响天气作业能力提供了技术支撑。     

广东人影综合业务系统的设计与实现

为规范实施广东省人工影响天气5段实时业务,设计建设了广东人影综合业务系统。该系统基于B/S架构,省、市、县、标准化作业点4级共用,由桌面端系统和手机端系统共同构成,功能互补,通过账户分配区分各级权限。系统包含数据存储管理子系统、信息综合处理分析与指挥子系统、指导产品发布子系统、外场作业信息传输与采集子系统。该系统基于广东基本气象业务标准数据接口和国家局下发的云模式和卫星反演云产品数据,开发人影业务需要的基本气象业务产品、作业需求分析产品、人影作业指导产品等,支持作业指挥人员进行多源资料融合分析与作业条件及效果的监测识别,实现作业指导产品和实时作业数据在指挥中心与作业实施现场之间的互连互通。     

基于3D GIS的福建省人工影响天气 指挥系统设计与应用

基于3DGIS和移动互联网技术,对接人工影响天气"五段业务",设计了省、市、县三级通用、上下协同的2D、3D一体化、B/S架构的福建省人工影响天气指挥系统。系统建立了集约化的全省人影数据库及功能流程,融合应用多源气象观测资料,自动识别作业云体进行作业点条件预警,直观展示全省作业动态并提供导航,实现了实时决策指挥和高效信息交互;利用雷达基数据3D反演及外推技术,在GIS平台上叠加显示3D云团与作业点安全射界,实现作业方案自动设计与3D模拟修订;通过移动通讯终端App自动采集相关数据,实现人影作业信息的快速规范上报与审核入库。系统界面友好,交互性强,有效提升了人影协调指挥能力和科学决策水平。     

海南热带云人工影响天气作业系统

正海南省针对本地热带地区特色,建立了一套具有本地特色、现代化和集约化的海南省人工影响天气业务系统。该系统基于Web设计,功能集约,提供人影模式等数据预处理、云分析产品的分析显示、云风暴实时追踪、人影作业效果评估等功能,实现了人影弹药物联网全流程管理,并提供手机App给作业点作业人员提供作业预警、空域申请、资料上传等服务,实现了省级制作、市县、作业点应用的联动。     

移动式人工增雨作业技术支撑系统的设计与实现

利用移动通信和智能手机应用技术,结合气象基本业务和人影作业技术,研发了一套移动式人工增雨作业技术支撑系统。该系统实现了各种气象资料的实时采集、直观显示和作业信息的上传下达,为一线作业人员及时获取人工增雨作业所需要的信息提供了新途径。系统业务化运行稳定、实用性强,进一步提升了人工增雨作业的科技含量和省级人工影响天气指挥中心对市、县两级的业务指导能力。文章详细介绍了该系统的设计思路、流程框架、功能设计及其应用等。     

三门峡市新一代人工影响天气综合技术系统

三门峡市新一代人工影响天气综合技术系统以地面人工增雨、防雹以及空中云水资源开发研究为目的,充分利用了micaps平台和卫星云图、新一代天气雷达、地面雨量等资料及多年人影作业经验,完善了三门峡地区人工影响天气最佳作业时机的预警和作业指标;采用合理的业务流程,实现了系统主模块以及大气监测探测、信息采集存储、通讯网络、决策指挥、效果检验和系统配置等子模块的各项功能;首创了人工影响天气作业指挥系统的立体地理模型以及连接系统软件的数字电路;该系统可以在同一平台上综合调显雷达、云图、炮位、雨量等信息,并迅速做出各种判断、设计作业方案,为实时进行地面人工增雨、防雹作业,提供了一个反应灵敏、功能齐全的决策指挥平台.     

人工影响天气综合业务平台建设探讨

根据兴安盟人工影响天气综合业务平台建设经验,提出具有共性的人工影响天气综合业务平台开发思路,人工天气影响综合业务平台都应具备天气监测、数据采集加工、天气预报和预警、作业指挥、信息传输和作业管理等业务功能。但是,各地开展人工影响天气工作的业务内容不同,所以,业务系统组合方式和平台设计思想也不完全相同。研制开发适合当地实际情况、实用性强的人工影响天气综合业务平台并加以完善,不仅是高质量开展人工影响天气业务的保障,也是各级气象部门一项长期艰巨的工作任务。     

基于Web技术的人影业务管理系统的方案设计

根据人工影响天气工作的性质,探讨设计一套能满足广东省人影业务管理,功能相对完整,并能与其它系统集成的开放式人影业务管理系统。系统采用W eb技术,利用广东省气象局的局域网,实现省、市、县3级人影业务信息化管理。     

南方三类云系云结构预报和增雨作业条件分析

2013年夏季,我国南方出现了大范围高温干旱天气。8月1—22日,中国气象局人工影响天气中心利用人影数值模式为南方高温旱区开展云结构预报和人工增雨作业条件分析服务工作。文章简要回顾了2013年8月的旱情和天气过程,重点对2013年8月南方三类云系的云结构预报结果和增雨作业条件进行了分析。8月1—22日,我国南方高温旱区降水过程可分为3种类型。1—4日为台风外围云系降水;5—13日为副热带高压控制下局地对流性降水;14—22日为台风登陆后低压环流云系降水。人影模式对台风外围云系和低压环流云系降水的范围和强度基本预报正确,对云系影响时段和局地对流降水位置的预报略有偏差。利用卫星反演光学厚度、实测雨量和雷达回波检验模式预报结果,大范围云系与实况卫星反演结果比较吻合,而且能够预报出局地对流云团,以及与实况接近的云层性质和垂直结构。综合分析云带、过冷水、云垂直结构、降水等产品可知,台风外围云系和低压环流云系既有暖云降水、也有冷暖混合云降水,冷暖混合云中有最大值为0.3 g·kg-1过冷水,位于-10～0℃,冰晶数浓度较小,可能有较好的冷云催化增雨潜力;副热带高压内部局地对流云团基本为冷暖混合云降水,在初始发展阶段会出现最大值为1 g·kg-1过冷水,冰晶数浓度很少,上升运动大值区位于过冷水层下方,可能有很好的冷云催化增雨潜力。针对南方夏季积层混合云以及对流云的微物理结构和增雨条件的研究以及预报准确率还需加强和提高。     

贵州人工影响天气作业弹药精细化管理新模式

弹药的安全是人影安全管理工作的重中之重.传统粗放的管理方式已与不断发展的人影事业越来越不相适应.贵州省人影办立足于全省人影管理实际需求和业务发展需要,与成信瑞迪公司联合设计开发了“贵州省人工影响天气作业指挥与信息共享平台”,结合物联网有关技术,对人影专用弹药进行精细化、智能化的管理,探索建立管理新模式.     

2012年桂西北一次地面人工增雨作业天气条件的分析和捕捉

以百色市田林县一次降雨过程的人工增雨作业天气和作业实况作为研究对象,对相应天气形势和物理量场进行剖析并对增雨效果进行检验。得出:在短波槽、切变线和弱冷空气为主的中低层天气系统影响下,低层水汽充足,上升运动的加剧及弱冷空气的入侵可激发降雨的产生;在降雨初期对液水含量大,冰晶含量偏低的冷云及时进行人工催化作业,可收到明显的增雨效果。