祁连山地区云参数的时空特征及其与降水间关系的分析
这是一篇关于云物理参数,增雨潜力,云参数与降水的关系,人工影响天气,祁连山地区的论文, 主要内容为中国西北地区属于干旱半干旱区,水资源短缺。水问题影响到了社会经济发展和生态环境保护。祁连山依靠充足的水汽供应和特殊的地形条件,是西北地区的重要水源地。解决西北地区水问题需要从祁连山地区入手。祁连山有大量冰川以固态的形式存储着水,但实践证明仅靠冰川融水不能从根本上解决水问题。所以需要通过人工增雨来开发空中云水解决水问题。云的形成与消亡是产生降水的重要环节,研究祁连山地区云物理特征及云参数与降水的关系对开发云水资源具有重要的意义。本文使用MOD08-M3数据、网格化地面降水资料、FY-2系列卫星云参数反演产品分析了祁连山地区云参数(云量、云水路径、云顶温度、云顶气压、云光学厚度、云粒子有效半径)的时空特征,并结合增雨潜力综合分析了适合进行人工增雨作业的时间和区域。此外还归纳了适宜人工增雨作业的条件。最后选择代表性降水个例研究了云参数与降水的关系,并重点分析了导致降水偏弱的原因。主要结果如下:(1)祁连山地区云量、云水路径、云顶温度、云顶气压、云光学厚度、云粒子有效半径的区域平均值分别为55.50%、148.95 g/m2、-21.13℃、456.56 hPa、12.64、21.04μm。2006—2015年间云量、云水路径、云光学厚度和云粒子有效半径分别约下降2.3%、21 g/m2、0.68和0.51μm,云顶温度和云顶气压分别约上升1.9℃和65.2 hPa。研究地区云水资源较丰沛且适合进行开发。(2)祁连山主山脉区是云水资源最丰富的区域,乌鞘岭地区的云参数条件最好。云量高值区在四季分别位于西宁周边、主山脉区、山脉南部、冷湖周边。云水路径高值区在四季分别位于山北部和东侧、山北部和中部、主山脉区、肃北东侧。云顶温度和云顶气压的高值区在四季都位于研究地区东北部。云光学厚度高值区在冬季位于肃北东侧在其他季节位于研究地区东南部。云粒子有效半径高值区在春季位于除河西走廊外的区域,在其他季节分别位于冷湖到肃北间、肃北到托勒间、山脉东北部。(3)祁连山地区夏季增雨潜力最大,为968.94 mm,冬季增雨潜力最小,为118.53 mm。增雨潜力月变化呈现明显的单峰型,增雨潜力在7月最大。增雨潜力低值区位于祁连山主山脉区北部,而高值区位于研究地区东北角和东南角。各月降水量与云量、云水路径和云光学厚度呈正相关,而与云顶温度和云顶气压呈负相关,与云粒子有效半径在1、4、7、11、12月为正相关,而在其它月份为负相关。云量和云粒子有效半径与降水量分别在5月、9月最为相关,而其它云参数与降水量在1月相关度最大。(4)4月适合人工增雨作业的区域为祁连山脉南部,而3、5月适合人工增雨作业的区域都为祁连山脉东南侧。6月、7月、8月、9月、10月、11月适合人工增雨作业的区域也都为祁连山脉东南侧。1月适合人工增雨作业的区域为祁连山脉东北侧,而2月、12月适合人工增雨作业的区域为山脉南部。(5)祁连山地区各季的人工增雨适宜度排序为夏>秋>春>冬。研究地区的适宜人工增雨作业条件为:云物理条件为云水路径、云顶高度、云光学厚度的值较大。天气流型为南支槽型、强冷空气型、南北槽叠加型。云类型为高层云、雨层云、地形云。云的冷暖配置为冷层、暖层的厚度相当。(6)在降水发生前,过冷层变厚、云顶变高、云层增厚、对流变强、云水增多。云参数在降水发生前和降水时剧烈波动。云参数在降水发生前、强降水时对降水的预示性较好,但在弱降水时的预示性却较差。云光学厚度、云粒子有效半径相对降水的提前值约为1 h,而其他云参数的提前值约为2 h。强降水阶段云参数与降水的拟合效果较好。(7)当云参数变化的配合较差时会导致不能形成强降水。弱降水时云光学厚度和云粒子有效半径的数值较为分散,且降水量越小两者的值越分散。云光学厚度和云粒子有效半径的数值过小或过大都会限制实际降水量。
基于ArcGIS的智能人影指挥系统设计与实现
这是一篇关于人工影响天气,ArcGIS,.NET Framework,智能预警的论文, 主要内容为我国是农业大国,地域广阔,气候多变,以消雨、增雨、防雹为主的人工影响天气业务开展次数列世界首位。随着信息产业和高新技术的不断发展,以人工决策为主,辅助传统人影相关设备的人工影响天气业务运行模式已难以满足当今社会对人影业务实时性、准确性、科学性等日益增长的需求。因此,为提高人影业务工作效率,需要开发高效气象资料处理,实时智能作业决策,便捷监督作业的人影指挥系统。为了解决以上问题,本文将详尽的给出基于ArcGIS的智能人影指挥系统设计与实现的细节,致力于实现人影业务流程一体化、智能化、科学化、操作简易化的目的。 本系统采用.Net Framework,以C#言为主,采用客户机/服务器(Client/Server)架构,采用ArcGIS Engine9.3进行地理信息处理系统的开发,使用Oracle lOg数据库进行信息数据的统一组织管理。系统通过网络资源,从气象资料服务网站,获取实时雷达、云图资料,通过雷达资料处理子系统,云图资料分析绘制子系统,可按需求进行选定作业区智能监控预警,并自动分析产生作业参数。通过SOCKET网络编程和第三方外设短信猫接口编程,实现作业车辆预派车、在线作业车辆实时通讯。使用JSP脚本与WebBrowser控件,以及GPS数据解析,实现在线车辆实时监控,实时回传车辆速度,地理坐标,并在GOOGLE地图中展现。系统提供了完整的人影作业效果评估理论及系统实现细节,可高效的进行作业效果评估工作。系统还包括完善的车辆、人员、作业点等数据资料管理系统,以及系统操作日志功能。 本系统已在江苏省气象局人影业务中推广,运行稳定,容错性强,从总体情况上,达到了系统设计的目的。
四川省人工影响天气业务系统设计与实现
这是一篇关于人工影响天气,业务系统,地理信息系统(GIS),建设的论文, 主要内容为四川省人工影响天气业务系统以地理信息系统(GIS)技术为基础,通过现代化通信和计算机网络,实现了多种尺度和不同种类信息的实时采集、快速传输、集中存贮、综合分析和直观显示,并把各种信息在地理信息平台上进一步加工分析,具有业务管理、作业条件分析、作业指挥决策、效果评估等多种功能。在实践中,该系统的使用显著提高了作业时机判定的准确性、作业方案制定的科学性,提高了指挥水平和效率,使得人工增雨、防雹作业的指挥决策及效果评估进一步系统化、科学化,对提高人工影响天气作业效果具有积极的意义。 人工影响天气是指为避免或者减轻气象灾害,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、消雾、消云等目的的活动。干旱是四川省最主要的气象灾害,素有“十年九旱十年灾”之说。一旦发生旱灾,易造成旱区农业生产受损,出现人畜缺粮和饮水困难。出现严重干旱时,可引发工农业减产,城镇和农村水荒,并加剧地表水质污染,诱发环境灾害等。 该系统于2007年底建成并开始运行,于2008年中期进行了第二期的改造升级,在2008年冬干,2009年春夏旱的人工增雨的作业指挥及2008、2009年的防雹减灾发挥了重要作用,有着重要的政治、经济、社会效益。 本论文就四川省人工影响天气业务系统建设的背景意义、实际需求、建设基础、有关的人工影响天气业务和服务状况、相关计算机技术、系统设计和实现过程等进行了阐述,其中重点阐述了系统设计和实现过程,从系统建设思想、系统实现的软硬件环境、系统内容、实现形式、功能模块、特点、功能几个方面进行了展开说明。本文具有较强的针对性和实用性。
祁连山地区云参数的时空特征及其与降水间关系的分析
这是一篇关于云物理参数,增雨潜力,云参数与降水的关系,人工影响天气,祁连山地区的论文, 主要内容为中国西北地区属于干旱半干旱区,水资源短缺。水问题影响到了社会经济发展和生态环境保护。祁连山依靠充足的水汽供应和特殊的地形条件,是西北地区的重要水源地。解决西北地区水问题需要从祁连山地区入手。祁连山有大量冰川以固态的形式存储着水,但实践证明仅靠冰川融水不能从根本上解决水问题。所以需要通过人工增雨来开发空中云水解决水问题。云的形成与消亡是产生降水的重要环节,研究祁连山地区云物理特征及云参数与降水的关系对开发云水资源具有重要的意义。本文使用MOD08-M3数据、网格化地面降水资料、FY-2系列卫星云参数反演产品分析了祁连山地区云参数(云量、云水路径、云顶温度、云顶气压、云光学厚度、云粒子有效半径)的时空特征,并结合增雨潜力综合分析了适合进行人工增雨作业的时间和区域。此外还归纳了适宜人工增雨作业的条件。最后选择代表性降水个例研究了云参数与降水的关系,并重点分析了导致降水偏弱的原因。主要结果如下:(1)祁连山地区云量、云水路径、云顶温度、云顶气压、云光学厚度、云粒子有效半径的区域平均值分别为55.50%、148.95 g/m2、-21.13℃、456.56 hPa、12.64、21.04μm。2006—2015年间云量、云水路径、云光学厚度和云粒子有效半径分别约下降2.3%、21 g/m2、0.68和0.51μm,云顶温度和云顶气压分别约上升1.9℃和65.2 hPa。研究地区云水资源较丰沛且适合进行开发。(2)祁连山主山脉区是云水资源最丰富的区域,乌鞘岭地区的云参数条件最好。云量高值区在四季分别位于西宁周边、主山脉区、山脉南部、冷湖周边。云水路径高值区在四季分别位于山北部和东侧、山北部和中部、主山脉区、肃北东侧。云顶温度和云顶气压的高值区在四季都位于研究地区东北部。云光学厚度高值区在冬季位于肃北东侧在其他季节位于研究地区东南部。云粒子有效半径高值区在春季位于除河西走廊外的区域,在其他季节分别位于冷湖到肃北间、肃北到托勒间、山脉东北部。(3)祁连山地区夏季增雨潜力最大,为968.94 mm,冬季增雨潜力最小,为118.53 mm。增雨潜力月变化呈现明显的单峰型,增雨潜力在7月最大。增雨潜力低值区位于祁连山主山脉区北部,而高值区位于研究地区东北角和东南角。各月降水量与云量、云水路径和云光学厚度呈正相关,而与云顶温度和云顶气压呈负相关,与云粒子有效半径在1、4、7、11、12月为正相关,而在其它月份为负相关。云量和云粒子有效半径与降水量分别在5月、9月最为相关,而其它云参数与降水量在1月相关度最大。(4)4月适合人工增雨作业的区域为祁连山脉南部,而3、5月适合人工增雨作业的区域都为祁连山脉东南侧。6月、7月、8月、9月、10月、11月适合人工增雨作业的区域也都为祁连山脉东南侧。1月适合人工增雨作业的区域为祁连山脉东北侧,而2月、12月适合人工增雨作业的区域为山脉南部。(5)祁连山地区各季的人工增雨适宜度排序为夏>秋>春>冬。研究地区的适宜人工增雨作业条件为:云物理条件为云水路径、云顶高度、云光学厚度的值较大。天气流型为南支槽型、强冷空气型、南北槽叠加型。云类型为高层云、雨层云、地形云。云的冷暖配置为冷层、暖层的厚度相当。(6)在降水发生前,过冷层变厚、云顶变高、云层增厚、对流变强、云水增多。云参数在降水发生前和降水时剧烈波动。云参数在降水发生前、强降水时对降水的预示性较好,但在弱降水时的预示性却较差。云光学厚度、云粒子有效半径相对降水的提前值约为1 h,而其他云参数的提前值约为2 h。强降水阶段云参数与降水的拟合效果较好。(7)当云参数变化的配合较差时会导致不能形成强降水。弱降水时云光学厚度和云粒子有效半径的数值较为分散,且降水量越小两者的值越分散。云光学厚度和云粒子有效半径的数值过小或过大都会限制实际降水量。
四川省人工影响天气业务系统设计与实现
这是一篇关于人工影响天气,业务系统,地理信息系统(GIS),建设的论文, 主要内容为四川省人工影响天气业务系统以地理信息系统(GIS)技术为基础,通过现代化通信和计算机网络,实现了多种尺度和不同种类信息的实时采集、快速传输、集中存贮、综合分析和直观显示,并把各种信息在地理信息平台上进一步加工分析,具有业务管理、作业条件分析、作业指挥决策、效果评估等多种功能。在实践中,该系统的使用显著提高了作业时机判定的准确性、作业方案制定的科学性,提高了指挥水平和效率,使得人工增雨、防雹作业的指挥决策及效果评估进一步系统化、科学化,对提高人工影响天气作业效果具有积极的意义。 人工影响天气是指为避免或者减轻气象灾害,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、消雾、消云等目的的活动。干旱是四川省最主要的气象灾害,素有“十年九旱十年灾”之说。一旦发生旱灾,易造成旱区农业生产受损,出现人畜缺粮和饮水困难。出现严重干旱时,可引发工农业减产,城镇和农村水荒,并加剧地表水质污染,诱发环境灾害等。 该系统于2007年底建成并开始运行,于2008年中期进行了第二期的改造升级,在2008年冬干,2009年春夏旱的人工增雨的作业指挥及2008、2009年的防雹减灾发挥了重要作用,有着重要的政治、经济、社会效益。 本论文就四川省人工影响天气业务系统建设的背景意义、实际需求、建设基础、有关的人工影响天气业务和服务状况、相关计算机技术、系统设计和实现过程等进行了阐述,其中重点阐述了系统设计和实现过程,从系统建设思想、系统实现的软硬件环境、系统内容、实现形式、功能模块、特点、功能几个方面进行了展开说明。本文具有较强的针对性和实用性。
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