山西夏季气溶胶散射特征的飞机观测研究

利用3个架次的积分浊度仪和PCASP-100X（Passive Cavity Aerosol Spectrometer Probe）机载观测资料,分析了2013年山西夏季空中有云、无云和少云3种不同条件下气溶胶散射系数的分布特征,讨论了气溶胶散射系数垂直变化与气溶胶数浓度、气象条件的关系,并结合HYSPLIT（Hybrid of Single Particle Lagrangian Integrated Trajectory model）后向轨迹模型研究气溶胶的运动轨迹和可能的污染来源。结果表明:山西夏季空中气溶胶总散射系数变化范围为0～499 Mm-1,晴空气溶胶数浓度和总散射系数明显大于有云和少云时。气溶胶总散射系数一般随高度的增加而递减。造成气溶胶总散射系数、数浓度偏高的原因有下垫面污染源多、风速小、相对湿度高以及逆温层的存在。550 nm波段气溶胶后向散射比大于0.1,粒径0.1～0.5 μm的气溶胶粒子对散射影响最大,说明山西空中细粒子污染比较严重。气溶胶总散射系数与数浓度有一定的相关性。引起气溶胶总散射系数、数浓度较高的气团传输路径主要为西南路径,局地排放的气溶胶大于远距离传输的气溶胶对散射系数的贡献。     

冷涡前部飞机人工增雨作业条件数值模拟研究

利用中尺度数值模式WRF-ARW(V3.6)结合实测资料对2015年6月6日大兴安岭林区增雨作业条件进行研究，从不同尺度分析了天气条件、云宏微观条件，完善飞机人工增雨作业指标体系，进而为冷涡背景下的人工增雨作业提供一定的科学依据。研究表明：此次过程受贝湖以东冷涡的影响，6日08时冷涡中心位于蒙古国与内蒙东部交界处，黑龙江省西部处于涡前部偏南气流中，水汽条件良好；08-16时涡旋云系前部分布于黑龙江省西部地区，云系整体向东北方向缓慢移动，云层较厚，云顶温度在-30℃~-15℃，过冷层厚度为4~5km，云中过冷水分布较丰沛，普遍含量在0.01~0.1g/m3，最大值达到0.5g/m3，大值区主要分布在2900-4000m，具备较好的增雨作业云条件。     

北京春季不同天气条件下气溶胶垂直分布特征

对2005年和2006年北京地区春季没有沙尘和云影响下17次晴空大气气溶胶（粒径范围0.1～3.0μm）飞机垂直观测资料进行分析,给出了三种天气条件（地面高压、地面两高压之间和地面低压）下气溶胶的垂直分布,并计算了对应天气条件下的风通量和理查森数。结果显示：在北京地区处于地面高压控制下（简称类型1）,气溶胶的垂直混合和水平传输都很强,气溶胶浓度垂直分布平坦,地面气溶胶浓度平均约为1200个/cm^3;在北京地区处于地面两高压之间（简称类型2）,气溶胶的垂直混合较强,边界层上没有阻挡,气溶胶浓度随高度递减,地面气溶胶浓度平均约为7200个/cm^3;在北京地区处于低压控制下（简称类型3）,气溶胶在边界层顶垂直混合较弱,形成一个较强的阻挡,阻碍了气溶胶从边界层内向自由层扩散,同时边界层内水平传输较弱,结果是在边界层以上气溶胶浓度迅速递减,地面气溶胶浓度非常高,约为10000个/cm^3。     

卫星云参数与飞机云物理探测对比研究和飞行方案设计

开展卫星反演云特性参数与飞机观测的对比研究,对于更好地发挥卫星遥感观测在天气、云物理和人工影响天气方面的探测优势具有重要意义。选取2012年9月21日一次层状云降水过程,对比分析FY-2与MODIS反演云参数及飞机观测结果,探索了飞机检验卫星云参数的飞行方案。结果表明:FY-2反演云参数演变趋势与飞机观测结果有较好的一致性;FY-2反演有效粒子半径(Effective Radius,Re)和光学厚度(τ)与MODIS反演的Re和τ间相关性较好,但此个例FY-2反演值普遍小于MODIS反演值;探测区域FY-2反演Re频率分布与飞机观测Re分布有一定差异,FY-2反演Re偏小,MODIS反演Re频率分布与飞机观测结果更为接近;飞机观测计算得到的τ和液水路径值(Liquid WaterPath,LWP)与卫星反演τ和LWP差异较大,FY-2反演值明显偏小。对于Re的检验,飞机最好在Re分布不大均匀的云顶作较长距离平飞观测;对于LWP和τ等垂直积分参量的检验,飞机最好选择在光学厚度较均匀的小区域内螺旋爬升至云顶之上,再自云顶向下至最低高度进行垂直观测。     

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。     

河北省层状云降水系统微物理结构的飞机观测研究

对4架次飞行个例的PMS资料进行综合分析,发现河北省春季层状云降水系统存在不均匀性,表现之一为较强降水云带。1991年5月25日的个例在飞机上升和下降过程中两次在2000m左右探测到较强的云内逆温,逆温层顶下方存在云水含量的峰值。对1992年6月20日两次个例的冷云的冰晶尺度、冰水含量(IWC)、冰晶浓度和液水含量(IWC)的垂直分布进行了分析。对两次个例的云中可播性进行判别,发现潜力区占云区的1／2左右,有时存在大片强可播区。     

人工增雨火箭发射仰角及用弹量的估算

根据南阳气象观测站探空资料及AgI在云中成核率与温度的关系，确定了豫南BL-1型火箭人工增雨可播云体的判别标准、火箭发射仰角及火箭用弹量。     

边界层急流型重力波——飞机颠簸的一种形成机制

采用线性化的Boussinesq流体边界层绝热流动方程，比较一维边界层急流型重力波的垂直运动量级，讨论边界层急流型重力波中的湍流发展，认为边界层急流型重力波是造成边界层飞机颠簸的一种机制。     

基于CloudSat识别飞机积冰环境中的过冷水滴

利用CloudSat资料对127次积冰报告的积冰类型、云类、温度和过冷水含量进行统计分析,结果表明:大多数积冰发生在-20℃以上的温度环境中,-20℃以下只发生了4次。明冰主要发生在-5~0℃;毛冰主要发生在-20~-10℃;混合冰主要发生在-15~-5℃。大多数积冰发生在层积云、雨层云和高层云中。过冷水含量随着温度降低而减少,并且过冷水含量的分布范围随着温度降低而变窄。2B-CWC-RO产品垂直剖面上水凝物含量数据能较好地识别出层积云、高层云和雨层云中的过冷水,但未能识别-20℃以下卷状云和对流云的过冷水。     

结合显著图和深度学习的遥感影像飞机目标识别

为准确快速识别高分辨率遥感影像中的飞机目标,提出了一种结合显著图和深度置信网络(DBN)的飞机目标识别算法。本文首先使用HC(直方图对比度)算法提取遥感影像中的显著目标;然后通过定位连通区域确定候选目标的位置;随后提取候选目标的颜色矩、Hu不变矩、灰度共生矩阵、Tamura纹理特征和边缘方向直方图;最后将归一化后的多特征融合数据应用到深度置信网络进行目标识别。试验结果表明,本文算法的检测率为98.46%,虚警率为5.20%。算法从多种底层图像特征出发,有效克服了单一特征描述能力不足的问题,提高了飞机目标识别能力及抗干扰能力。