机载PMS粒子测量系统实时处理显示技术系统的研制

机载粒子测量系统 (PMS)的云降水观测数据只能实时监视并存入磁带 ,不能在飞机上实时处理显示 ,用于指挥人工增雨作业。该文介绍了将原有的数据磁带记录改为由机载微机记录并实时处理显示的硬件结构及其工作原理 。

新一代机载PMS粒子测量系统及应用

详细介绍新一代机载PMS粒子测量系统的组成结构、软件系统、各部分的工作原理及功能 ,并介绍该系统在人工影响天气中的应用情况。该系统具有自动化程度高、实时性和适用性强、运行稳定的特点 。

基于光电二极管阵列的成像测量系统设计及其应用

为了实现在机载条件下对降水粒子进行成像测量，设计了一种基于光电二极管阵列的成像测量系统。该测量系统由光学系统、硬件系统和软件系统三部分组成，其中光学系统可实现激光光束整形和对粒子进行成像；硬件系统则由前端信号调理电路和FPGA控制电路两部分组成，主要实现粒子图像信号的采集与处理；软件系统则包含下位机软件系统和上位机软件系统两部分，可实现对粒子图像的压缩、显示和存储。室内标定实验结果表明，系统探测的分辨率为60μm，可探测粒径范围是60—7400μm；外场飞行试验表明，所设计的系统可满足在机载飞行条件下对降水粒子进行成像测量的要求。

二维粒子图像测速系统的研制

研制了一套二维粒子图像测速系统 ,该系统采用 CCD对流场中的示踪粒子视频图像进行采集 ,以拓扑映射的新方法完成粒子像对的匹配 ;整个过程无需人工干预 ,处理结果迅速、准确、可靠 ,如每处理一幅图像仅需 5分钟 ,匹配准确度达 95 %以上 ,其结果可给出被测流场的速度分量、速度矢量、等流函数线和等涡线等 .该系统与业已建成的多相分离实验模拟系统相配套 ,可用来对多种设备内流场进行多参数、多工况实验诊断 ,为揭示设备工作机理、优化设备结构等提供了有效手段 .

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 2000 m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(LWC)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。

粒子图像测速(PIV)技术的发展

在流场显示测量技术中,粒子图像测速(PIV)技术占有相当重要的地位。本文重点介绍了PIV的测试原理及应用要求,并以TSI公司开发的PIV系统为例对DPIV系统的构成作了概括,同时指出了PIV技术的未来发展方向。

四、P229海洋测量学

CH950195机载激光测深在我国海道测量中应用的可行性研究/陈跃,张晓明(大连舰艇学院)∥海洋测绘/海军司令部航海保证部.—1994,(2).—32～39, 主要介绍机载激光测深原理、激光能量传播定理、扫描格式、各国机载激光测深仪发展及性能,并对机载激光的应用领域和我国海道测量中的应用可行性进行研究。提出了发展我国机载激光测深系统的设想。

飞机增雨作业物理检验方法探究及个例分析

人工增雨效果的物理检验为评估人工影响天气的效果提供物理依据，因此越来越受到关注，文章根据2009年5月1日在河北张家口的一次积层混合云降水过程的飞机人工增雨作业探测资料，尝试了从不同高度上寻找对比区，来进行作业效果的物理检验。结果表明：利用反证法思路，发现温度在-10℃时，FSSP 100ER量程1（测量范围为2-47 μm）测量的云粒子中并不全是液相的，也有一定量冰相云粒子存在；而且不同高度粒子浓度急速增大的时刻与冰相云粒子陡增的时刻是趋于一致的，观测的实际结果基本符合冷云催化原理；降雨区域面积是扩大的，某种程度上讲，作业收到了一定的效果。

一次积层混合云飞机播云对云微物理过程影响效应的分析

人工增雨效果评估主要关注的是催化后云和降水过程是否产生了预期的变化,这首先表现在云和降水的宏微观过程有无明显变化,因此了解播云作业后的云微物理结构的变化是很必要的。2009年4月18日在河北张家口进行了一次飞机播云实验,本文采用飞机探测所取得的PMS资料,分析了播云对云微物理过程影响,并进行了云物理因子综合研究。结果表明:催化后播云高度上液态含水量大幅度降低,粒子平均直径由催化前20.4μm增大到23.9μm;云中粒子谱结构也发生很大的变化,催化后冰晶减少,降水尺度粒子显著增加;而且在播云1小时后影响区地面累计降雨量达到最大。

北京及周边地区2004年8、9月层积云结构及谱分析飞机探测研究

2004年8～9月利用机载粒子测量系统(Particle Measuring System,简称PMS)对我国北京及周边地区的三次锋面云系进行了探测,本文分析了三次降水性层积云中各种粒子的垂直、水平和谱分布。结果表明,三次降水云系基本是冷锋或者暖锋系统下形成的层积混合云系。云内以直径5～9μm、200μm和400～1000μm的云和降水粒子为主。9月14日暖锋层积云系的粒子浓度最大,FSSP-100(前向散射粒子谱探头)、GA2(二维灰度云粒子图像探头)、GB2(二维灰度降水粒子探头)分别探测的最大粒子浓度为318.97cm-3、0.03cm-3、0.0065cm-3。8月12日和8月15日的冷锋层积云系有多个干层。GA2探测的平均浓度谱基本为单峰分布,并找出了合适的拟合函数。冷锋层积云系的负温云层中存在着相同浓度量级的过冷云水和雨水、霰粒、柱状和针状冰晶,过冷水含量可达到0.26g/m3,暖锋云系中则以霰粒、结淞粒子和冰雪晶聚合体为主,也存在少量柱状、针状冰晶和过冷水滴。与我国北方地区13架次飞行探测结果比较,北京及周边地区2003年8月15日、2004年8月12日和9月14日层积云0℃层以上的冰雪晶粒子直径最大,浓度居中,过冷水含量因云系结构不同而变化较大。

山东省1989—2008年23架次飞机云微物理结构观测试验结果

利用山东省1989—2008年23架次秋季降水云系云结构的粒子测量系统(PMS)探测试验资料,分析了云中过冷水以及冰晶浓度的分布特征。结果表明,山东省降水云系中存在较为丰富的过冷水,最大可达0.36g/m^3,云中冰晶浓度最大可达12.8—406L^(-1)。对2006—2008年探测的云粒子浓度、直径及过冷水随温度变化特征进行了分析。云粒子谱分析表明,云粒子谱为负指数型单峰谱,峰值在小值端。

一次层状云系降水过程的综合观测分析

此次降水云系云顶高度约8kin分布相对均匀；雷达回波集中在15dbz～30dbz之间，有明显回波亮带，为典型层状云降水；云中以过冷水为主，LWE大值区域主要集中在2500m～3500m，4km以上LWC数值很低；大云粒子直径随着高度增加而增大，降水粒子直径随着高度增加先增大后减小，大值区集中在2600m～4500m之间；水平分布上小云粒子浓度整体较小，但有几个高值区，大云粒子直径大小和粒子浓度分布相对较均匀，降水粒子直径分布较均匀，浓度与小云粒子呈反相关；此次降水粒子主要成因可能为冰水转换机制。