基于GIS的地市级人工影响天气作业指挥系统设计与实现

人工影响天气作业活动在各级气象部门广泛开展。传统的工作模式中,地市级人工影响天气作业主要依托指挥人员手工分析资料后,通过口头传递和手写记录的方式完成指令的下达和反馈。随着近几年人影作业规模迅速扩大,传统的作业模式已经不能适应人工影响天气业务的现代化建设需要。为了进一步提高工作效率,三门峡市气象局基于GIS开发了1套地市级人工影响天气作业指挥系统。该系统由软件和硬件2个部分组成。其中,指挥系统软件通过气象局内部网络实时获取气象观测资料和雷达、卫星等产品资料,经过一系列的数据处理后,采用GIS技术实现气象数据与地理信息在指挥平台中的叠加显示,为作业指挥人员提供决策气象数据支持。并根据预先设定条件为炮点作业人员生成详细的作业参数,将作业指令通过手机短信、电子显示屏、语音大喇叭等方式传递给一线作业人员,具有较强的作业指导性和调度实时性。系统硬件主要包括用于辅助指挥的地理沙盘模型和手机、语音大喇叭、LED电子显示屏等指令接收终端,指令接收终端通过GPRS网络连接到系统服务器上。该系统已经在三门峡市气象局和所辖县气象局投入业务应用,在运行过程中稳定可靠、指令接收及时,有效地提高了工作效率,达到了预定的设计目标。     

基于Web GIS人工增雨林场火险应急指挥系统设计

为了建立人工增雨综合性的业务平台,将人工增雨作业信息化,便捷快速地将自动站、卫星、雷达、火灾预报等各种实时数据与地理信息方便的叠加起来,做到通过浏览器即时了解所需情况,实时指挥各地的人工增雨作业。笔者研究的人工增雨应急指挥系统是为临汾市林场防火目标而建立的,与网络信息技术及地理信息系统发展完善的新科技成果——Web GIS相结合,设计采用Web GIS系统的通用构架,选择PHP语言、Open Layers组件、Eloquent ORM组件来实现。整个系统可以实现监测信息、林火预报、应急指挥、作业管理以及资料信息5个功能模块,结合了本地的实际需求,解决传统落后的应急指挥方式。系统针对研究缺少的小范围林场火险建立的人工增雨应急指挥系统,把人工增雨指挥系统和林场火险预警相互联结起来,基于Web GIS从技术理论上得以实现,便于直观地反映设计要求和指导后续开发。     

利用人影GPS车辆智能管理系统技术精准提升第七师流动火箭防雹作业效果的研究

利用2015—2016年2年时间,通过对安装在部分流动防雹作业火箭车上的人影GPS车辆智能管理系统的应用,结合第七师出现的52次强对流天气(冰雹天气9次)过程,进行了防雹作业效果的综合技术研究,结果表明,在强对流天气入侵或形成前,认真研究分析防区前沿强对流天气云体变化特性,利用流动火箭作业车辆机动灵活的特性和人影GPS车辆智能管理系统的监控、跟踪、位置锁定、轨迹回放、远程调度、数据存储等功能,统一按照师防雹指挥部的应急演练预案,指挥监控相关流动火箭作业车辆提前进入布局作业点位及时防雹作业,能够实现早期作业、早期催化、早期消雹的目的。为全师整体防雹作业争取了时间,赢得了主动,精准提升了流动火箭早期作业的防雹效果。     

农七师高炮防雹作业方案的设计

在新疆农业生产中,冰雹是危害农作物的主要气象灾害之一,目前大多采用高炮作业,火箭发射等人工影响天气手段来抑制冰雹对农作物的侵害。农七师通过多年的高炮防雹作业,积累了较为丰富的临战经验,在每次强冰雹天气形成时,能根据雹云走向、强度、高度等设计作业方案,及时准确地对雹云有效部位实施催化作业,为农业生产保驾护航。     

枯黄期草原火灾精细化风险预测研究

为增强对草原火灾风险评估和应急管理能力,利用“智能网格”精细化气象要素预报数据、DGI指数、NDSI指数、DEM数据和社会经济数据,依据自然灾害风险理论,构建枯黄期草原火灾精细化风险预测模型。使用ANUSPLIN插值软件把所有因子插值为相同空间尺度数据,GIS栅格计算未来草原火灾风险预报,结果分为高风险、次高风险、中风险、次低风险、低风险区域,并统计出面积及人口等信息,开发出具有业务应用能力的草原火灾风险预测产品。随着气象行业供给侧改革深入开展,精细化气象服务水平不断提高,专业气象应用多样化发展,本研究为新型火险预测产品开发思路提供理论借鉴。     

枯黄期草原火灾精细化风险预测

为增强对草原火灾风险评估和应急管理能力,利用"智能网格"精细化气象要素预报数据、DGI指数、NDSI指数、DEM数据和社会经济数据,依据自然灾害风险理论,构建枯黄期草原火灾精细化风险预测模型。使用ANUSPLIN插值软件把所有因子插值为相同空间尺度数据,GIS栅格计算未来草原火灾风险预报,结果分为高风险、次高风险、中风险、次低风险、低风险区域,并统计出面积及人口等信息,开发出具有业务应用能力的草原火灾风险预测产品。随着气象行业供给侧改革深入开展,精细化气象服务水平不断提高,专业气象应用多样化发展,本研究为新型火险预测产品开发思路提供理论借鉴。     

农七师局部区域易形成强雹暴的地理特性分析

现代的人工影响天气是大气科学的一个重要分支,它是指为避免或减轻气象灾害,合理利用气候资源,在适当条件下通过人工干预的方式对局部大气的云物理过程进行影响,实现增雨(雪)、防雹、消云、消雾等的人工影响天气工作。因此,分析了解农七师周边局部区域夏季易形成强对流天气的地理特性,是我们做好夏季防雹作业的重要工作之一。     

安徽省油菜菌核病气象等级预报方法研究

为满足现代农业气象业务服务中病虫害发生发展气象等级预报需求,利用安徽省江淮、沿江和皖南3个区域代表站1991—2010年油菜菌核病观测数据和气象资料,通过相关分析,确定影响菌核病发生发展的主要影响时段和气象因子,再通过归一化处理、加权等方法得到影响油菜菌核病发生发展的综合气象条件指数。以综合气象条件指数为自变量,以油菜菌核病加权平均病株率为因变量,采用曲线回归方法,建立不同区域代表站油菜菌核病发生发展气象等级预报模型。模型拟合结果表明：江淮、沿江和皖南地区拟合准确率分别为80%、70%和75%;利用模型对2011—2013年发生情况进行预测,结果显示：江淮地区代表站全部正确,沿江和皖南地区代表站均为2年正确,一年与实际发生情况误差一个等级。建立的模型基本上能满足油菜菌核病气象等级预报业务服务的需求。     

2010年盛夏人工增雨防控太湖蓝藻效果分析

研究旨在客观分析2010年盛夏江苏气象部门环太湖人工增雨降温防控太湖蓝藻的实际效果,科学论证人工增雨防控蓝藻的可行性。收集增雨作业位置、时间等信息,结合高空风向风速,确定了作业影响区、非作业对比区。综合利用2个区域内气象站降水与气温观测资料、太湖蓝藻遥感监测资料,开展增雨效果区域回归分析、降温效果区域对比分析、作业前后太湖蓝藻面积变化实况分析。结果发现,人工影响天气作业后太湖地区平均增雨量达10.9 mm,增幅达11%,同时云中下沉气流增强,导致向地面输送的冷空气增强,太湖地区气温迅速下降,降幅1~2℃。增雨降温对防控太湖蓝藻初期繁生、中期扩展、降低污染起到积极的作用。     

上海春季蟠桃温室内气温变化特征及低温预报

为提高上海市金山区设施农业气象服务水平,减轻春季低温冻害对温室内‘玉露’蟠桃授粉的影响,利用2015—2017年春季蟠桃温室内外气象观测资料对春季棚内气温影响特征进行分析研究,采用多元线性回归和逐步回归分析方法建立3种典型天气类型下蟠桃温室内日最低气温预报模型。结果表明,晴天和多云天气下温室内气温有明显日变化特征,阴雨天温室内的平均气温偏低、湿度偏大,严重影响蟠桃的春季授粉率。蟠桃温室内的最低气温与温室内前一天的小气候因子有较好的相关性,提取前一天温室内最低、最高气温和棚外最低气温3个主要气象因子,尝试采用2015—2016年气象数据建立春季温室内不同天气状况下的日最低气温预报模型,并利用2017年的春季气象资料对三种天气下预报模型进行验证,整个春季蟠桃温室内日最低气温预报平均绝对误差在1.56℃,平均相对误差18%,均方根误差4.97℃,其中对阴雨天的日最低气温预报效果最好。该研究结果可为设施农业环境调控及小气候预报提供支持。     

Digital Beamforming for Unified Spread Spectrum TT&C System

In TT&C system,unified spread spectrum framework and adaptive antenna digital beamforming technologies are used to track, telemetry and command objects. Constant modulus array (CMA) and adaptive signal canceller estimate the direction of arrival (DOA) of every signal and use the optimum weighted vector to form the beams. The phase weighted vectors estimated from DOA improve the processing gain as well as being utilized in the transmitting of tele command signal to form the beam of specified object. Its processing performance is researched and simulated in this paper.     

“锄禾问天”智慧气象为农服务系统的设计与开发

为满足精准为农气象服务需要,基于Android系统,使用开源软件,采用Java语言,按照大数据采集、大数据分析、智慧感知用户需求、智慧精准靶向推送的设计理念,开发具备自我感知、判断分析以及自适应能力的“锄禾问天”智慧气象为农服务系统,前端系统“锄禾问天”APP可智慧感知用户需求,众筹用户气象指标等信息,后端支持系统进行大数据分析,利用人工智能技术,结合气象实况及预报数据,生成“一对一”的智慧气象服务产品,再通过云服务端精准靶向推送用户。系统已在山东省全面推广应用。     

山东省小麦气象灾害风险评估模型群研发

为了探寻影响山东省小麦生产的气象风险因子,并探索小麦相对气象产量与气象致灾风险因子的关系,通过采集山东省典型小麦生态区120个监测网点,自1980年至2009年的小麦产量与气候致灾风险数据,采用统计分析方法,对导致小麦减产的气象风险因子以及相对气象产量进行相关和回归分析,确立了导致山东省小麦冷冻害、干旱和干热风等灾害的气象风险因子,建立了山东省小麦气象灾害风险评估模型群,并利用计算机技术进行系统开发,对山东省小麦生产当中遇到的气象因子进行分析,预测是否存在气象灾害,并进行风险评估。该系统为政府部门指导农业生产和制定农业保险费率、保费补贴、粮食最低保护价、农业直补标准等政策提供决策依据。     

The Emergency Management of Air-crush and the First Aid of Wounded

Based on the crash in the airport and airline-related units and resident hospital emergency first aid and some of the wounded victims of the clinical data were more complete preliminary analysis, and control systems for transportation such as airlines, airport command center, emergency hospital medical staff to discuss issues such as clear division of labor. It also discussed the issues such as division of work between airlines operation control system, airport control center and emergency medical assitants. Based on these analysis, it concluded that the rapid and efficient emergency rescue is extremely important, as a result, the follow-up treatment is possible in time and it improves the success rate of treatment for multiple trauma.     

“4.17”森林灭火飞机增雨过程分析

为了研究飞机人工增雨工作在森林灭火等应急气象服务中的特点和规律,利用2011年4月17日在秦皇岛抚宁地区森林大火上空进行的一次人工增雨作业所取得的云物理资料,结合适时天气、卫星、雷达等资料,分析了降水过程的天气背景条件、催化前后云中微物理量的变化。结果表明,催化后云体明显发展,云粒子含水量明显增大,云粒子浓度约增长30%~50%,粒子谱变宽,云中冰晶浓度和降水粒子浓度增加。火场及附近地区普遍降雨0.3~5.0 mm,对灭火起到了重要作用。影响地面降雨量的主要因素：（1）西风槽系统弱,且偏北,使火区云带狭窄;（2）前期相对湿度低,云层中含水量低,云粒子最大含水量1.318 g/m3;（3）高层云下部的层积云较弱,两云之间存在夹层,影响降水粒子的增长。     

2012年7月9日临朐地区暴雨成因及漏报原因分析

为了更好地研究潍坊市暴雨落区,减少暴雨灾害发生,为以后的暴雨预报工作总结经验,提高预报准确率,特对此次暴雨过程进行诊断分析。利用气象信息综合分析处理系统MICAPS 3.1,对常规气象资料进行剖面分析、探空分析,最后对数值预报产品进行检验,得出暴雨的产生和漏报原因。结果表明,此次暴雨产生的重要原因是中纬度短波槽带来的干冷空气与低空急流带来西南暖湿气流的叠加,同时临朐县南部沂山造成的地形影响和弥河的水汽蒸发也是其中重要原因。漏报的主要原因是由于过分依赖数值产品的降水预报和忽略中小尺度系统的演变以及对物理量场分析不深入。通过此次总结分析得出结论,要做好暴雨的预报必须综合考虑天气实况,重点分析各物理量,同时加强预报员对数值预报产品的订正工作。     

衢州柑橘潜叶蛾始见期的天气气候背景分析及其预测

分析柑橘潜叶蛾（Phyllocnistis citrella）始见期与天气气候背景的关系,并利用气象要素实况对其进行提前预测,以减轻潜叶蛾对柑橘的危害。应用1998-2009年NCEP/NCAR、气象信息综合分析处理系统MICAPS历史资料,对衢州柑橘潜叶蛾始见期进行大气环流、地面天气系统、低空急流等天气气候背景分析。结果表明：潜叶蛾早期（5-6月）和晚期（7-9月）迁移入侵,在4月份平均大气环流和平均温度场方面有明显的不同;潜叶蛾早期发生年初见日前,衢州连续受地面低压的影响;晚期发生年初见日与在浙江和闽北登陆台风有直接关系;在中国华南地区有西南或东部沿海有偏东急流出现,且维持2天以上。早期始见与前期积温、降水量、水汽压、相对湿度均呈正相关;利用气象要素实况建立潜叶蛾早期发生月预测模型和初见日5天滚动预报指标。     

基于GIS的河套灌区向日葵气候适宜性区划

利用河套灌区18年向日葵观测资料和相应气象资料,计算了向日葵各发育期气温、日照等要素,分析了各发育期适宜农业气象条件,并利用气候资料与气象产量建立了回归模型,通过地理信息系统将河套灌区向日葵种植进行了适宜分区。