基于多雷達產(chǎn)品的市縣級人工防雹作業(yè)指揮系統(tǒng)

曹景一

摘 要：天氣雷達主要應用于影響天氣作業(yè)，尤其在人工防雹作業(yè)指揮中應用最為廣泛，其用途涉及探測和指揮兩個方面。然而，受天氣雷達探測產(chǎn)品的差異性，加之探測方法的不同，在人工防雹作業(yè)指揮過程中，很難體現(xiàn)出突出的效果。當下，我國各市縣級均陸續(xù)開展人工防雹業(yè)務，為保障人工防雹作業(yè)有序進行，在下文中，我們將對多雷達產(chǎn)品成功應用到人工防雹作業(yè)指揮系統(tǒng)中的案例進行分析，以供其他各市縣參考。

關(guān)鍵詞：天氣雷達；人工防雹作業(yè)；指揮系統(tǒng)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.05.219

若要保障人工防雹作業(yè)指揮順利進行，首先必須對冰雹云進行深入分析。冰雹是由普通雷雨云在迅速發(fā)展的過程中，在上升氣流與下降氣流，以及云內(nèi)水汽的共同作用下形成，而產(chǎn)生冰雹的云便是冰雹云。冰雹云有水平和垂直結(jié)構(gòu)，處于漂浮的運動狀態(tài)。而要深入掌握冰雹云的形態(tài)特點，必須借助天氣雷達，天氣雷達在人工防雹作業(yè)指揮中扮演探測和指揮的重要角色，并且天氣雷達結(jié)合市、縣觀測網(wǎng)觀測冰雹云的形態(tài)特點恰到好處。

1 傳統(tǒng)作業(yè)指揮系統(tǒng)的弊端

由于當下雷達產(chǎn)品眾多，其探測效果有所差異，比如常規(guī)X波段數(shù)字化天氣雷達，據(jù)作業(yè)經(jīng)驗可知，該雷達即便在人工防雹作業(yè)指揮方面具有一定程度上的優(yōu)越性，但受自身條件的制約，僅顯示反射率場的分布情況，使其探測效果大打折扣。為規(guī)避常規(guī)X波段數(shù)字化天氣雷達僅顯示反射率場的分布情況的弊端，部分市縣引進了多普勒天氣雷達，似乎解決了常規(guī)X波段數(shù)字化天氣雷達無法解決的問題，甚至可充分體現(xiàn)云體流暢的結(jié)構(gòu)特點，但在具體操作中，其弊端顯而易見。多普勒天氣雷達的體掃仰角太少（14個），而且在探測冰雹云的垂直結(jié)構(gòu)時，其分辨率低，給作業(yè)指揮帶來極大不便。令人驚奇的是，多普勒天氣雷達雖然規(guī)避了常規(guī)X波段數(shù)字化天氣雷達僅顯示反射率場的分布情況的弊端，但常規(guī)X波段數(shù)字化天氣雷達通過垂直剖面探測，卻可規(guī)避多普勒天氣雷達無法清晰探測冰雹云垂直結(jié)構(gòu)的弊端，如此看來，二者孰優(yōu)孰略，目前無法做出準備判斷。通過以上分析我們發(fā)現(xiàn)，兩類雷達各有利弊，若將二者聯(lián)合，方可完全掌握冰雹云的形態(tài)特點。另外，同時參考多普勒雷達探測資料和常規(guī)X波段數(shù)字化天氣雷達探測資料，可在海拔落差大，且有地物遮擋的情況下，成功地冰雹云進行探測。

2 市縣級人工防雹作業(yè)指揮系統(tǒng)

2.1 雷達資料實時下載子系統(tǒng)與多雷達人影作業(yè)指揮子系統(tǒng)

雷達資料實時下載子系統(tǒng)為多雷達人影作業(yè)指揮子系統(tǒng)提供服務。在ftp技術(shù)作用下，按照用戶要求，下載遠程雷達的探測結(jié)果，即基數(shù)據(jù)（產(chǎn)品），并將所下載的內(nèi)容及時輸入計算機內(nèi)，便于在后續(xù)流程中進行處理和使用。在后續(xù)流程中，多雷達人影作業(yè)指揮子系統(tǒng)發(fā)揮作用，最終完成資料顯示及產(chǎn)品管理。在資料顯示方面，通過多雷達人影作業(yè)指揮子系統(tǒng)，可顯示人影作業(yè)點參數(shù)、地理信息、閃電資料，還可顯示數(shù)據(jù)質(zhì)量的調(diào)控、數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)化；在產(chǎn)品管理方面，多雷達人影作業(yè)指揮子系統(tǒng)可完成對多雷達及多產(chǎn)品的管理。另外，人影作業(yè)指揮也需要多雷達人影作業(yè)指揮子系統(tǒng)實現(xiàn)。

然而，某一種雷達的數(shù)據(jù)，一般會對應相應的存儲格式，當雷達種類眾多時，在數(shù)據(jù)處理和顯示問題上具有諸多不便之處。另外，某一種雷達，其探測方法與另一種雷達有所差異，比如，在實際業(yè)務中，采用多普勒雷達進行探測，但多普勒雷達的探測方法為體掃法，其探測方法較為單一，相比之下，X波段雷達的探測方式較為多樣化，概括而言，主要有以下三種：（1）PPI；（2）RHI；（3）CAPPI。在本次調(diào)查中，我們發(fā)現(xiàn)，某些市縣采用“市縣級人工防雹作業(yè)指揮系統(tǒng)”，該系統(tǒng)可充分處理所有雷達所反饋回的基數(shù)據(jù)。“市縣級人工防雹作業(yè)指揮系統(tǒng)”的作用原理如下：將極坐標下各種格式的基數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)化為直角坐標下的統(tǒng)一格式，僅依靠數(shù)據(jù)文件的信息頭達到辨識各種雷達及其產(chǎn)品的基數(shù)據(jù)的目的。

2.2 寬帶網(wǎng)空域請令子系統(tǒng)與人影業(yè)務報表管理及統(tǒng)計子系統(tǒng)

寬帶網(wǎng)空域請令子系統(tǒng)服務于作業(yè)請令與作業(yè)時限。對于作業(yè)請令，寬帶網(wǎng)空域請令子系統(tǒng)完成其播報功能；而對于作業(yè)時限，寬帶網(wǎng)空域請令子系統(tǒng)完成其報警功能。在市縣作業(yè)空域請令方面，寬帶網(wǎng)空域請令子系統(tǒng)基于實施通信及數(shù)據(jù)庫，并在多媒體技術(shù)的輔助下完成空域請令。

寬帶網(wǎng)空域請令子系統(tǒng)為人影業(yè)務報表管理及統(tǒng)計子系統(tǒng)提供服務，完成作業(yè)信息統(tǒng)計查詢以及所有報表的生成。

3 市縣級人工防雹作業(yè)指揮系統(tǒng)開發(fā)

3.1 市縣級人工防雹作業(yè)指揮系統(tǒng)設計程序語言

在市縣級人工防雹作業(yè)指揮系統(tǒng)中應用VB語言及VC語言的目，主要體現(xiàn)在兩個方面：（1）吸收全新技術(shù)和算法，為人工影響天氣及氣象雷達服務。（2）便于實際應用。VB語言作用于數(shù)據(jù)庫和指揮互交界面，VC語言作用于圖形圖像處理。

3.2 多媒體、通信、GIS 等相關(guān)技術(shù)

遠程雷達的探測數(shù)據(jù)下載依靠ftp 通信技術(shù)；雷達基數(shù)據(jù)坐標轉(zhuǎn)化依靠MFC 圖形處理技術(shù)，同時，數(shù)據(jù)質(zhì)量控制以及二次產(chǎn)品的計算和顯示，也可依靠MFC 圖形處理技術(shù)完成。作業(yè)指揮信息通過數(shù)據(jù)庫進行管理；作業(yè)請令與作業(yè)時限可通過多媒體語音技術(shù)完成。GIS 技術(shù)主要起定位作用，另外還可測量經(jīng)緯度。通過GIS測量，確保系統(tǒng)準確獲知雷達回波的經(jīng)緯度。

4 結(jié)束語

市縣級人工防雹作業(yè)指揮系統(tǒng)通過最新多媒體技術(shù)，并在通信技術(shù)、圖形圖像處理技術(shù)的輔助下建立而成，可促使本地雷達聯(lián)合遠程雷達，從而提升雷達探測質(zhì)量，另外，還可進一步完善作業(yè)指揮流程。在該系統(tǒng)內(nèi)部，多普勒雷達具有預報回波變化情況的優(yōu)點，而X波段可成功完成人工防雹實時指揮。總之，二者聯(lián)合為我國的人工防雹作業(yè)指揮帶來了全新思維，使其探測結(jié)果更準確，更具有研究價值。

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