[发明专利]一种中尺度模式中实现人影火箭催化仿真模拟的方法

说明书

本发明提供了一种使中尺度数值模式实现人影火箭催化作业方式仿真模拟的方法，包括建立人影火箭的火箭基础信息文件、人影火箭催化作业轨迹的计算处理、将计算结果提供给数值模式进行催化仿真模拟。本发明公开的使中尺度数值模式实现人影火箭催化作业方式仿真模拟的方法，形成了各个类型人影火箭的数据库，在进行仿真模拟时，能够直接从中提取相应数据，节省了成本，并提高了工作效率；本发明的技术方法理论上适用于所有火箭型号，并适应不同空间分辨率的模拟精度要求，实现了通用性好、精度较高；该技术方法可独立于数值模式单一使用，也可与数值模式一体化运行，整个方案更加灵活多样化，更加方便人们使用。

技术领域

本发明涉及仿真模拟技术领域，尤其涉及一种中尺度模式中实现人影火箭催化仿真模拟的方法。

背景技术

近年来，由于人类活动加剧了气候环境的变化，灾害性天气频繁发生，为了防灾减灾，人影服务的手段不断丰富，作业效益也在不断提高，人工影响天气在防灾减灾、生态环境保护建设和重大社会活动保障等领域发挥着日益重要的作用。目前，人工影响天气作业中主要包括火箭、高炮、地面烟炉、飞机等几种作业方式。飞机作业需要较长时段、较大范围的空域保证，而且主要作业对象为层状云；地面烟炉作业一般在山区地形，其播撒效果受到近地层上升气流条件限制；高炮炮弹催化剂含量较少，射程和射高都偏低，更多是针对冰雹云作业。人影火箭的射程远、播撒高度高、所含催化剂的成核效率高、播撒的路径长，而且对空域范围和时段要求远低于飞机作业，可针对层状云、对流云等不同类型的云系作业。因此，近年来，随着我国人影事业的发展，从地面发射人影火箭进入云中播撒催化剂的作业方式在全国得到迅速发展，规模不断扩大。

人工影响天气作业，只有在科学选择作业时机、在合适的作业部位和适宜的用弹量条件下才能发挥其高效作用，减少经济损失和浪费。要确定火箭能否到达云中合适的作业部位，就必需了解火箭飞行的弹道轨迹，特别是其催化剂播撒段的飞行轨迹的具体位置。人影火箭发射后，其飞行过程中遵循特定的弹道轨迹，且不同型号的火箭或不同发射仰角的情况下，火箭的弹道轨迹不同。火箭的弹道轨迹计算复杂，受到空气阻力、发射初速、发射仰角等多种因素影响，精确的计算需要采用求解微分方程的方式，应用起来较为复杂，而且，人影火箭生产厂家在使用说明中也一般只给出不同仰角下的弹道轨迹的曲线图(为火箭射高与射程的函数)和有限的弹道数据(主要包括发射仰角、射高、射程)信息，这些数据缺少火箭飞行过程中的经纬度、时间以及催化剂播撒的信息，从而难以直接应用到数值模式中进行火箭催化作业的仿真模拟。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种中尺度模式中实现人影火箭催化仿真模拟的方法，以解决上述现有技术的不足。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是目前现有技术公开的人影火箭催化作业的仿真模拟过程中，不同型号火箭弹道轨迹不同、火箭的弹道轨迹计算复杂、人影火箭生产厂家给出的相关信息缺失的缺陷问题。

为实现上述目的，本发明第一方面提供了一种中尺度模式中实现人影火箭催化仿真模拟的方法，具体包括以下步骤：

步骤1、建立人影火箭的火箭基础信息文件；

步骤2、人影火箭催化作业轨迹的计算处理；

步骤3、将计算结果提供给数值模式进行催化仿真模拟；

进一步地，所述步骤1中，所述火箭基础信息文件包括火箭的弹道轨迹方程参数、人影火箭催化剂播撒参数；

进一步地，所述火箭的弹道轨迹方程参数包括生产厂家提供的弹道曲线图和弹道数据表；

进一步地，所述人影火箭催化剂播撒参数包括延时时间t₀、播撒时长t_s、催化剂含量s_m、在每个发射仰角下以射程x和射高y表示的始播点坐标(x₁，y₁)和终播点坐标(x₂，y₂)；