人工消雾——改善机场天气条件

飞机在大气中飞行,气象直接关系到飞行安全、航班正常运营和效益.目前,航空运输在很大程度上受天气因素的制约.据飞行情况调查表明,雾已成为造成航班延误、威胁飞行安全最为主要的天气因素,至于对经济效益的影响,仅去年1月份华北、华东地区的几场大雾,对民航造成的损失就以千万元计,对社会效益的影响就不言而喻了.     

乌鲁木齐机场近30年低能见度天气特征分析

应用乌鲁木齐机场30年(1981-2010)的观测资料,分析了该机场低能见度天气特征和变化趋势.结果表明:低能见度日数增长趋势明显;造成机场低能见度的主要天气是雾、浓烟和沙尘暴;95％的低能见度天气主要出现在冬半年,仅有5％的低能见度天气出现在夏半年;近年来大雾和浓烟日数明显增长,沙尘暴日数却明显降低,新疆地区气候向暖湿化的转化可能是出现这种变化的主要原因.     

冬季桃仙机场持续大雾天气成因分析与应急服务

利用常规观测资料,对2011年11月26-28日沈阳桃仙机场出现持续大雾天气进行客观分析与应急服务总结。结果表明:此次大雾的天气过程具有混合型的特点,雾的性质随着时空变化而转变,由锋面雾、辐射雾和平流雾交替转换。其中,冬季桃仙机场"口袋型"地势与地面风配合有利于大雾的形成与维持;850-700hPa之间弱的正散度区,促进了上升运动区与下沉运动区的界面中的逆温层的维持;后续925 hPa低空湍流的发展对大雾消散起到了关键作用。     

2015-2016年华东地区12个繁忙机场大雾低云统计分析

本文利用2015-2016年华东地区12个繁忙航站的实况报文(METAR/SPECI)资料,分析了大雾低云的发生时间、风向风速、温度与降水的关系。结果表明:(1)对于华东12个繁忙机场整体而言,较容易发生大雾或低云的天气的月份是3、4、11、12月;(2)浦东低云发生时次较多,其余机场均以大雾为主;(3)大雾或低云发生时次整体上呈现出白天少夜间多的特点,峰值出现在20-00时(UTC)之间;浦东由于受平流影响,在12时就接近峰值,并且夜间分布较为平均;(4)大雾发生时次最多的机场为合肥,其次为南京、浦东、温州、杭州、济南、南昌,其余机场发生大雾时次较少;(5)大雾或低云发生时,各机场风向分布呈现出很强的差异性;风速方面,浦东主要分布在2-5 m/s,其余机场风速主要分布在1-3 m/s;(6)大雾或低云发生时,各机场温度分布亦呈现出很强的差异性;合肥、南京、济南、青岛可出现冻雾,其余机场大雾或低云发生时温度在0℃以上;(7)大雾发生时,可伴随着降水,南京降水时次占比最高,超过30%;降水强度方面,以弱降水为主。在低云发生的时次中,除合肥样本量太少排除外,只有浦东低云时伴随降水,比例约20%。     

中尺度预报模式不同方案实验研究

以大雾天气为例,利用WRF中尺度数值预报模式对各物理参数进行调整,从而验证各物理方案对大雾形成和发展的作用,并将其与控制性实验进行比较。对水汽通量散度、雾区范围分析,结果表明：这三个敏感性实验都不能很好地反映实况,因此原控制性实验更适合做定量定性研究。     

低能见度天气成因及飞行安全对策研究——以乌鲁木齐机场冬季冻雾天气为例

为提升低能见度天气背景下的飞行安全性,以乌鲁木齐机场冻雾天气为研究样本,分析了乌鲁木齐所处地形对乌鲁木齐机场天气的影响,通过对2017年1月～2019年12月乌鲁木齐机场气象报文的统计与分析,统计得到乌鲁木齐机场冻雾造成的低能见度天气的季节变化、逐月变化、日变化以及持续时间的变化规律.通过对乌鲁木齐机场一次大雾天气发生...     

上海虹桥机场趋势预报方法初探

本文分析总结了上海虹桥机场趋势预报的气象要素预报方法,并通过天气实例进行分析验证。研究表明,趋势预报是预报机场未来2h风、能见度、天气现象、云四大气象要素的重要变化情况,时空尺度小,局地特征明显;虹桥机场趋势预报中,风的重要变化主要由强雷暴来临、强冷空气南下、春夏季午后局地风突变引起,能见度主要有早晨能见度短时降低、上游平流雾及锋面雾、强降水等3种情形,天气现象主要由雷暴和强降水引起,云主要是降水性低云、平流低云、与雾有关的低云。每种要素的趋势预报侧重点各不相同,数值预报在机场趋势预报领域表现仍不理想,必须充分发挥预报员作用,运用中尺度分析、统计分析和预报经验等方法解决临近预报"最后一公里"问题。     

禄口机场近十年大雾天气过程生消要素特征分析

本文选取了禄口机场近十年来对飞行有明显影响的大雾天气进行统计分析.研究表明:禄口机场大雾天气主要集中在每年10月至次年3月,4时至8时出现频率最高;大雾消散速度快于生成速度;大雾发生前除静风和风向不定外,东北风频率最高,且气温逐步降低,气压稳步升高;大雾消散时则伴随着风速明显增大,气温升高,气压在大雾消散后1-2 h达...     

广汉机场冬季辐射雾的形成及消散

广汉机场冬季影响飞行训练的主要天气现象是低能见度,而造成低能见度的重要原因是辐射大雾,它不仅严重影响飞机的起飞和降落,而且对科学有序地安排飞行训练计划也有极大的影响.因此,如何准确地预报出辐射大雾的形成及消散是摆在我们面前的一个难题.由于广汉机场开放的天气标准为800米,且飞行时间基本上是白天(08～18时),所以本文所指的辐射雾是指水平能见度低于800米的大雾,其时间范围为08时至18时.从辐射大雾特征来看,多是出现在稳定气团内,因此冷锋过境不属于本文讨论范围(由于控制气团的性质发生了变化).同样地,对于降水形成的低能见度,因不是辐射雾,本文也不作讨论.     

大连春季一次平流海雾天气过程分析

本文从天气形势背景、水文气象条件等方面分析2012年4月下旬发生在大连地区的一次平流海雾过程;重点探讨大连地区春季海雾的形成机制与大雾形成的水汽来源等问题。在东南风的引导下,暖湿空气流经冷的海面是成雾的主要机制;天气形势稳定少动是这次大雾天气持续时间较长的主要原因。     

基于混合维云模型定性推理的调距桨螺距控制

云模型是采用期望值Ex，熵En和超熵He来描述定性概念的一种数学方法，它将定性概念所具有的模糊性、随机性有机地结合在一起，是实现定量与定性相互转换的一种新途径。文中阐述了定性概念的一维和二维云模型数学描述，提出了基于混合维云模型的混合推理方法、复杂控制规则的简化方法，设计了一种新型的智能控制器——云控制器，并将其应用于调距桨螺距控制过程中。仿真结果表明，该控制器简易、直观、控制性能良好、鲁棒性强，较常规模糊控制具有更好的控制品质。     

用于非定常粘性流动计算的无网格算法(英文)

把无网格算法发展用于求解涉及动边界的非定常粘性流动问题。在处理粘性流动的布点问题时,通过在远离物面的区域采用无粘流动计算时所用的各向同性点云,而在物面附近引入各向异性点云,从而在保证物面法线方向布点较密以准确模拟边界层的同时,有效控制了布点总量,减少了计算时间。对于动边界问题,本文在上述方法获得的初始布点的基础上,采用基于扰动衰减规律的点云移动技术,快速得到物面运动到其他位置时流场求解所需点云。在所获得的点云上,采用一种带权系数的二次极小曲面逼近方法来离散Navier-Stokes方程的空间导数,权系数的引入使得流场求解时对各向同性点云和各向异性点云无需分开考虑,而是采用统一的求解方法,从而简化了编程求解。用发展的无网格算法,结合Navier-Stokes方程求解双时间推进方法,并耦合Spalart-Allmaras湍流模型,先成功地模拟出NLR7301翼型后缘摆动诱发的非定常流,并通过与实验比较,验证了本方法.接着进行了NACA0012失速模拟,给出了动态失速过程,展示出用本文方法处理复杂动边界问题的效果。     

Ground-Based Cloud Using Exponential Entropy/Exponential Gray Entropy and UPSO

Objective and accurate classification model or method of cloud image is a prerequisite for accurate weather monitoring and forecast. Thus safety of aircraft taking off and landing and air flight can be guaranteed. Thresholding is a kind of simple and effective method of cloud classification. It can realize automated ground-based cloud detection and cloudage observation. The existing segmentation methods based on fixed threshold and single threshold cannot achieve good segmentation effect. Thus it is difficult to obtain the accurate result of cloud detection and cloudage observation. In view of the above-mentioned problems, multi-thresholding methods of ground-based cloud based on exponential entropy/exponential gray entropy and uniform searching particle swarm optimization （UPSO） are proposed. Exponential entropy and exponential gray entropy make up for the defects of undefined value and zero value in Shannon entropy. In addition, exponential gray entropy reflects the relative uniformity of gray levels within the cloud cluster and background cluster. Cloud regions and background regions of different gray level ranges can be distinguished more precisely using the multi-thresholding strategy. In order to reduce computational complexity of original exhaustive algorithm for multi-threshold selection, the UPSO algorithm is adopted. It can find the optimal thresholds quickly and accurately. As a result, the real-time processing of segmentation of groundbased cloud image can be realized. The experimental results show that, in comparison with the existing groundbased cloud image segmentation methods and multi-thresholding method based on maximum Shannon entropy, the proposed methods can extract the boundary shape, textures and details feature of cloud more clearly. Therefore, the accuracies of cloudage detection and morphology classification for ground-based cloud are both improved.     

基于CCD图像的点云区域分割方法

提出了一种新的激光点云分割方法,该方法采用点云与CCD图像外部标定的方法,将点云标定到CCD图像上,然后通过图像分割的方法实现了快速提取感兴趣目标区域内的点云。     

超高速碰撞碎片云的激光阴影照相技术

为研究超高速碰撞过程中所产生碎片云的特性，在中国空气动力研究与发展中心超高速碰撞靶上建立了激光阴影照相系统。该系统由YAG激光光源、阴影仪和成像系统组成，在采用补偿式滤光等技术后，获得了撞击速度v≈6km／s时清晰的碎片云图像。本文对该系统的工作原理、系统构成以及调试情况进行了介绍。试验结果表明：(1)该系统可以获得清晰的超高速碰撞碎片云图像；(2)扩束镜、成像物镜质量本身是影响碎片云激光阴影成像质量的主要因素；(3)各光学元件的不同结构及不同放置也会严重影响阴影成像质量。     

超高速碰撞碎片云的四序列激光阴影照相

为研究超高速碰撞过程中所产生碎片云的特性,在中国空气动力研究与发展中心超高速所碰撞靶上发展了四序列激光阴影照相系统.该系统由YAG激光光源、阴影仪、成像系统和控制系统组成,在采用多光源空间分离、偏振分光、光束角放大、补偿式滤光等技术后,获得了撞击速度v=4. 6km/s时碎片云的四序列阴影照片.笔者对该系统的工作原理、调试情况及试验结果进行了介绍.调试及试验结果表明:(1)该系统可以获得最小间隔为1μs、曝光时间为10ns的4个不同时刻的超高速碰撞碎片云图像,满足碰撞试验中对碎片云照相的要求;(2)该技术可以发展为更多序列激光阴影照相系统,并应用于其它超高速瞬态过程的测量显示.     

浅谈冬季恶劣天气签派放行攻略

针对冬季机场容易出现的恶劣天气特点,主要从降雪跑道结冰、大雾低能见两个主要恶劣天气着手,分析飞行签派员放行攻略。     

低频声波对水雾消散作用的实验研究

作者考查了低频声波(<50Hz)对于水雾消散的作用。通过建立声波消雾实验装置,测定了在水雾消散过程中,雾室内的声场分布、温度、消雾时间、雾滴谱的变化过程。实验结果表明声波作用对于水雾的消散具有明显的作用。并且,消雾的效果随着作用声波的频率和声压级(SPL)呈规律性的变化趋势。较低频率和较高声强的声波作用更有利于水雾的消散,在消雾的过程中温度起伏不大。而声致凝聚是声波消雾的主要因素之一。     

面向快速原型制造的海量数据模型重建(英文)

根据已有实物的测量数据进行模型重建 ,在机械产品逆向建模、计算机视觉、基于二维轮廓数据的生物外形重建等领域中具有重要应用价值。随着坐标测量设备的发展 ,获取包含被测物体更多细节的海量数据已非常方便 ,但大量的测量点却给模型重建带来了困难。本文首先提出了精度可控的海量数据自动简化算法。为了提高算法的效率 ,文中提出了一个数据集空间划分策略。根据简化后的数据集 ,应用步进立方体方法重建模型的三角网格曲面表示。由于种种原因 ,重建的三角网格模型常常含有不希望有的孔洞。为此 ,本文给出了一个算法产生形状优化的三角片以修补网格模型中的孔洞。经过孔洞修补 ,完全封闭的三角网格模型可以直接输出为快速原型制造中广泛应用的 STL文件。应用实例说明了本文的方法的可行性