[发明专利]基于智能气球群的云监测系统和人工降水系统、控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及人工降雨技术领域，具体涉及一种基于智能气球群的云监测系 统和人工降水系统、控制方法。

背景技术

人工降水的原理是通过播撒催化剂(碘化银、干冰等)，影响云的微物理 过程，使在一定条件下本来不能自然降水的云受激发而产生降水，或使本来能 自然降水的云提高降水效率。能够用催化剂增雨的云需具备一定条件，称为潜 在降水云体。目前人工降水催化作业方式主要有：地面布置碘化银燃烧炉、地 面发射高炮或火箭播撒催化剂、飞机播撒催化剂、气球携带催化剂等。

地面布置燃烧炉的作业方式通过点燃催化剂焰条或溶液产生大量烟剂，依 靠上升气流输送入云。这种方式要求有自然形成的持续上升气流，主要适用于 易形成地形云且迎风面提供上升气流的山区，具有明显的地域局限性。另外， 这种方式难以定点播撒催化剂，也难以确定催化剂入云的剂量，催化效率较低。

以高炮和火箭为载体的播撒方式相对更为有效。炮弹在云中爆炸，把携带 的碘化银燃成烟剂撒在云中。火箭则在到达云中高度以后燃烧碘化银剂，随飞 行过程沿途拉烟播撒。这种方式要求配备车载炮弹或火箭发射装备，属于火工 装备，使用时受安保级别限制，难以在一般级别的人工降水任务或科学研究实 验中使用，而且设备和材料成本较高，作业过程噪声大，火箭坠落时若未能及 时开启降落伞可能影响地面生命财产安全，只能布置极少的作业地点，难以保 证增雨雪效果与及时性。

飞机播撒催化剂是由搭载播撒设备的飞机直接将催化剂播撒到潜在降水 云层。这种方式固定资产投入大，运行成本高，一次飞行的花费通常需要几十 万到上百万元，而且为确保飞行安全，无法在强对流的天气下应用。

气球携带催化剂是一种轻巧、灵活的作业方式，它将碘化银焰条固定在浮 力气球上，在气球上升过程中不断燃烧播撒烟剂，具有不受地域限制、成本低、 催雨效率高等优点。但是，目前这种方式的应用程度不高，通常只作为非飞机 作业期间的辅助或补充增雨手段，主要原因是：气球上升路径受气流影响，不 确定性大，不能保证进入云体适当部位，投放点选择困难；气球投放后完全不 受监测，作业人员无法核验本次投放是否有效；气球投放前就需要点燃催化剂 烟剂或开始播撒，在气球尚未到达云体期间大量浪费催化剂。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一。

为此，本发明的第一个目的在于提出一种基于智能气球群的云监测系统。

本发明的第二个目的在于提出一种基于智能气球群的人工降雨系统。

本发明的第三个目的在于提出一种基于智能气球群的人工降水系统的控 制方法。

为了实现上述目的，本发明的实施例公开了一种基于智能气球群的云监测 系统，包括：多个智能气球和地面工作站，每个所述智能气球包括：气球主体； 定位模块；大气监测模块，用于检测所述智能气球周围的第一环境参数；升降 控制装置，用于根据主控装置发送升降控制指令控制所述智能气球的升降；无 线通信模块，用于将所述智能气球的位置信息、所述智能气球周围的第一环境 参数、所述催化剂散播装置的散播状态信息发送给所述地面工作站；主控模块， 用于向所述升降控制装置发送所述升降控制指令；所述地面工作站，用于接收 多个所述智能气分别发送的位置信息、大气环境参数、催化剂散播装置的散播 状态信息得到预定大气区域的第一环境参数信息。

根据本发明实施例的基于智能气球群的云监测系统，通过多个智能气球可 以采集预定大气区域的环境参数，为后续是否进行人工降雨提供有用信息。

另外，根据本发明上述实施例的基于智能气球群的云监测系统，还可以具 有如下附加的技术特征：

进一步地，多个所述智能气球之间通过所述无线通信模块可相互通信。

进一步地，所述第一环境参数包括空气温度、湿度、气压和微粒浓度中的 一种或多种。

为了实现上述目的，本发明的实施例公开了一种基于智能气球群的人工降 雨系统，包括上述的基于智能气球群的云监测系统，所述人工降雨系统还包括： 催化剂散播装置，设置在所述智能气球上，用于根据主控模块的散播指令进行 催化剂的散播；其中，所述主控模块用于发送所述散播指令，所述地面工作站 还用于根据所述预定大气区域的第一环境参数信息调整多个所述智能气球的 投放点和多个所述智能气球散播所述催化剂的位置进行人工降雨。