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地面碘化银焰炉人工增雨(雪)作业条件识别方法

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2022-12-30 10:50:49

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 宋莹 | 2022-12-30 10:50:49

本发明公开了一种地面碘化银焰炉人工增雨(雪)作业条件识别方法。主要针对冷云催化剂的地面焰炉作业,主要包含地面作业点附近的必要信息采集和作业条件逻辑判断两个部分。本发明的“地面碘化银焰炉人工增雨(雪)作业条件识别方法”,确定了地面碘化银焰炉冷云雾作业条件识别基本要求并能够清晰地进行逻辑判断,最后给出是否具备作业条件,以及适合作业时依据各种参数的差别进行强、中、弱分级等作业指标,实现地面碘化银焰炉人工增雨(雪)自动作业,大大提升地面碘化银焰炉的作业效率。

为达到地面碘化银焰炉作业条件识别的目的,首先要分析大尺度天气背景条件,作业点上空有系统性云系发展,具备一定的云水资源,是人工增雨作业的必要条件,这个方面,天气预报必不可少;其次,要采取一定的技术手段获取地面作业点附近的必要信息,这是地面人工增雨作业的充分条件;第三,还要结合作业点当地的土壤对降水的需求情况,在土壤饱和能产生径流情况下,即使具备人工增雨的充分必要条件,由于有可能径流产生洪水等次生灾害,人工增雨作业也是不能作业的。根据上述三项基本原则,大尺度云水资源判断主要依靠现有的气象预报体系完成,设计相关传感器完成地面作业点附近的信息收集,综合分析土壤饱和度,实现地面碘化银焰炉人工增雨(雪)作业条件识别方法。

呼风唤雨、祛灾避害是人类长期以来梦寐以求的美好愿望。人工影响天气是指为避免或减轻气象灾害,合理利用空中云水资源,在适当云雾条件下通过人工干预对局部大气的云物理过程,特别是微物理过程实施影响,实现以增雨(雪)、防雹、消云(雾)等为目的技术措施。核心技术是要在适当的天气条件下、在适当时机、将适当剂量的催化剂播撒到云(雾)中适当的部位。

目前人工影响天气作业手段主要有:飞机云中播撒催化剂、地面发射高射炮弹或者人工增雨火箭播撒催化剂、地面燃烧碘化银焰剂催化剂等三种技术方法。

飞机作业影响面积广、效率高但价格昂贵并且需要飞行能够在恶劣天气下起飞降落保障条件和空域申请;地面高炮火箭作业同样需要申请空域,经常受到常规民航航路和临时军事训练的影响。因此,飞机和地面高炮火箭的作业部位、作业时机、作业时间经常无法保障作业的科学作业和精准作业。而地面焰炉作业不需要申请作业空域,作业时机、时段、作业量等都能够灵活自由根据适当作业条件进行确定。

地面燃烧焰炉是安装在高山迎风坡地上的地面作业设备,主要由炉体外壳、碘化银焰条固定点火架、点火触发器和供电通讯安防等部分组成。

我国现有的地面焰炉的作业是由各省级气象部门根据中华人民共和国《气象法》和国务院颁布的《人工影响天气条例》按照云物理学与人工影响天气学科科学原理进行作业点选择设计、地面作业焰炉采购安装、作业焰条采购配置,并按照规定的工作流程进行播撒作业。

为解决这个多年困扰人工影响天气实际工作中的难题,根据云物理学基本原理和人工影响天气技术方法,发明一款“地面碘化银焰炉人工增雨(雪)作业条件识别方法” ,并设计了相应的地面碘化银焰炉作业点信息采集监控终端。

由于作业环境地理位置的限制,地面作业焰炉在人工影响天气系统中的应用比例不高。也正是因为其作业点过于偏僻,作业指挥人员很难在作业站点现场获得及时的条件信息,这样便导致了作业工作的盲目性,对作业中使用的催化剂也难免造成浪费,这样的远程控制也不能很好的得到情况反馈。

人工增雨的前提环境条件是需要有云的形成,使空气达到饱和即可满足此条件。使空气达到饱和的途径有增加空气水汽或者降低环境温度,实际中前者很难做到,但是降低环境温度是可以通过降低上升过程中的压强而达到的。因此,在山区,只要有上升气流并且具备一定的水气就能够在山顶附近达到饱和状态凝结产生云雾。在此条件下通过人工播撒碘化银人工冰核就能够增加降水(雪)量。

发明人:濮江平发明团队:中天火箭是一家固体火箭及火箭发动机研发商,主要为用户自动化发射架、120模拟训练弹、ZY——2型遥控地面焰条播撒系统、东风一号导弹模型等产品,同时提供探空火箭实验作业、小型固体发动机民用化等项目服务。公司主要从事小型固体火箭及其延伸产品的研发、生产和销售,并一直致力于推进航天固体火箭核心技术成果的转化应用,积极发展航天智造产业。致力于航天固体火箭技术成果多层次、多领域转化并应用到“三箭客”、先进材料和测控技术。  小型固体火箭总体设计技术、高性能材料技术、测控技术等固体火箭核心技术是公司竞争力的基础。以固体火箭总体设计技术为依托,公司形成了增雨防雹火箭、探空火箭、小型制导火箭等系列化小型固体火箭业务;以固体火箭高性能材料技术为基础,公司形成了炭/炭热场材料及固体火箭发动机耐烧蚀组件等炭/炭复合材料业务;以固体火箭发动机多参量动态测试技术为支撑,公司形成了智能计重系统以及测控类系统集成等业务。  

  • 1.采用单一相位超声波垂直气流传感器判别云雾生成的动力条件及定量计算弱上升气流稳定速率。
  • 2.采用温度、露点要素差值计算本地云雾生成的热力条件和水汽条件,结合监控视频图像容量识别本地云雾生成客观标准。
  • 3.采用本地大气压强要素和山体绝对高差参与计算山顶云雾条件的预判,依据本地温度、湿度要素参与计算山顶对流云温度分布。
  • 4.采用本地温度、压强、湿度要素预判对流云的云底高度和云内温度梯度垂直分布。
  • 5.本地存在垂直上升气流、环境温度阈值低于0摄氏度、且存在云雾作为本地冷云雾人工冰核催化的必要条件。
  • 6.本地存在垂直上升气流、到达作业影响区的温度阈值低于0摄氏度、且存在云雾作为作业影响区冷云雾人工冰核催化的必要条件。
  • 7.采用计算机控制连续无监督采集要素,依据上述第1条、第2条方法和第5条逻辑条件判别本地云雾生成条件,分级判断本地是否适合冷云雾人工冰核催化作业。

为促进科学技术产业化的发展,希望能够充分利用对方广泛的市场资源优势和科研平台能力,实现技术研发与市场营运的直接联盟。为使新技术尽快转化为生产力,希望实行技术合作开发联营生产和产值提成的方式紧密合作。希望合作方能够负责组建生产公司及工商、税务经营手续和必要的启动资金;在双方合作期间,我方对该产品不断创新和改进。

企业实施科技成果转移转化,采取以下方式并达到相应的目的:

一是开发新的产品或服务,以培育新的市场竞争力;

二是开发新的工艺,以提质、降本、降耗、增能、增效;

三是完善管理,优化流程,以强化对企业生产经营的控制力;

四是进入新的市场,以扩大市场规模;

五是培育新的能力,以取得新的优势;

六是完善经营管理的体制机制,以提高效益。

希望与企业、科学技术研究开发机构、高等学校和其他组织建立优势互补、分工明确、成果共享、风险共担的合作机制,按照市场机制联合组建研究开发平台、技术创新联盟、创新联合体等,协同推进研究开发与科技成果转化。