新一代飞机人工增雨作业指挥系统的开发和应用.pdf

新一代飞机人工增雨作业指挥系统的开发和应用 张晰莹 金凤岭 张云峰 张礼宝 黑龙江省人工影响天气中心 哈尔滨 150030 摘 要 新一代飞机人工增雨作业指挥系统借鉴了已有成果的思路和优点 形成黑龙江省独有的特色 该系统成功地实现了多普勒天气雷达在指挥飞机增雨过程中的应用 空地传输系统做到了空地指 挥的直观 客观 并具有先进的数据库系统 系统自动生成和输出飞机增雨作业预案 给机组和 作业人员提供飞行航线 作业区域 起飞时间 飞行高度 催化剂播撒量 播撒方案 作业期间 利用嵌套在GIS电子地图上的实时雷达资料和卫星云图资料 进行跟踪指挥 根据云系变化 实 时调整作业航线和飞行高度 提高作业的科学性和安全性 关键词 人工增雨 指挥系统 黑龙江省 引 言 黑龙江省地域广阔 森林面积为917.744万公顷 西部的三江平原处于大兴安岭的背风坡 十年九旱 因此每年的春秋季森林防火 灭火和抗旱任务很重 尤其是近年来干旱的频繁出现以 及由此引起的水资源短缺问题日益加重 使得人工增雨成为一项常规业务服务于社会 黑龙江省的相关研究起步较早 九十年代初进行过人工影响天气技术系统的研究 建立了 飞 机增雨作业 防雹预警指挥系统 然而 随着计算机技术 通讯技术 大气探测技术 人工影响 天气技术的迅速发展 该系统已不适应气象业务现代化的需求 基于上述原因 2001年底开始进 行新一代指挥系统的研究工作 该系统的建立 充分发挥了多普勒雷达的作用 使人工增雨决策指挥更加科学 作业更加有 效 对抗旱减灾 开发云水资源具有重要的现实意义 1系统的结构 系统紧紧依托新一代基本气象业务系统 密切结合人工影响天气业务特点 集天气预警 作 业时机选择预案 临近作业方案决策 飞机航线 作业区域等 作业动态监控指挥和作业效果评 估等多功能为一体 将多种尺度和不同种类的信息实时采集 快速传输 集中存储 综合分析和 实时直观显示 客观 自动 科学制定决策方案 对增雨作业进行实时指挥 该系统由六个子系 统组成 见图 1 1 飞机人工增雨作业指挥系统 空地传输指挥 多普勒雷达监测 天气条件选择 作业方案决策 效果检验 资料库 GPS资料下传 增雨催化指标 天气知识库 与MICAPS的接口能力 统计检验 天气资料库 温适度资料下传 雷达资料自动调入GIS中层状云模式 与其它子系统的接口能力 采用双比分析法 探测资料库 飞行高度 航速下传 在雷达终端上绘制航线 对流云模式 要素提取工具 物理检验 雨量资料库 作业指令上传 卫星云图估测降水 叠加与比较 采用多普勒雷达 作业档案库 雷达资料叠加在GIS上 天气学方法 查询天气 雷达资料 值班日记 卫星云图叠加在GIS上 谐波分析方法 查询各子系统的结论 根据实况进行跟踪指挥 卫星云图指标 决策输出 雷达回波库 图1 飞机人工增雨作业指挥系统框图 2 系统的研究内容及功能 2.1空地传输子系统 本系统实现增雨作业飞机与指挥中心的实时数据传输 飞机向地面传输实时飞行航线 GPS 定位系统 作业时的温度 湿度 高度和其它宏观观测资料 地面向飞机传输作业指令 实时修 定航线 提高作业效率 其中包括 天气的综合监视探测系统 机载GPS定位导航系统 电子地 理信息系统 无线通信系统 综合数据分析处理系统 雷达图像和卫星图像的应用 这些系统的 协调运转 增强了空地作业人员的信息互通 作业完成后可将作业结果 如影响面积 增雨量估 计 总航程等 输出 其流