給「紅霞」做「動態CT」 中國首次無人機蜂群追風 補齊近海低空觀測短板 量化極端天氣安全飛行邊界
7月26日凌晨，今年第12號颱風「紅霞」登陸廣東。在颱風登陸前夕，中國氣象科研團隊依託設於深圳的全國首個低空經濟無人航空氣象保障野外科學試驗基地，成功開展國內首次颱風過境全程蜂群無人機立體觀測試驗，以多機協同組網方式完成極端天氣高頻次、多維度探測，既補齊近海低空觀測短板，亦為低空產業釐清極端天氣安全飛行邊界。 ●文：香港文匯報記者 郭若溪 深圳報道 圖：香港文匯報深圳傳真
此次試驗由中國氣象科學研究院專項氣象保障技術研究中心聯合深圳市國家氣候觀象台牽頭實施，於7月24日在深圳大鵬半島啟動。不同於傳統單點、單層探測模式，試驗採用小時級高頻立體探測方案，4架無人機組成協同觀測陣列，首次採用蜂群無人機觀測方式，突入颱風邊緣強風與劇烈湍流之中，在複雜極端氣象環境下穩定保持編隊飛行、機間通信與同步採集。
其間，可持續同步獲取颱風過境影響前後低空溫度、濕度、風場和湍流等關鍵氣象參數的垂直廓線觀測資料，同步採集記錄無人機飛行姿態、航跡偏移、電量功耗變化等運行參數，系統探索極端天氣過程無人機安全飛行的氣象約束邊界，並可有效補齊近海低空觀測短板，為提升颱風強度研判、風雨落區預報精準度提供關鍵實況數據支撐。
跳出單一氣象觀測框架
試驗負責人、中國氣象科學研究院研究員郭建平表示，此次試驗聚焦新域新質氣象裝備創新應用，跳出單一氣象觀測框架，依託蜂群無人機同步開展颱風邊界層探測試驗與極端天氣適航性雙重研究。颱風既是核心觀測對象，亦是無人機裝備與低空飛行技術的天然極端壓力測試場，通過真實工況試驗，同步攻克氣象精準探測與低空安全保障兩大技術難題。既要讓蜂群無人機精準探測颱風邊界層結構，也要觀察天氣怎樣影響不同型號無人機的飛行姿態。
此次試驗重點圍繞三個方面展開：一是在無人機上集成搭載風、溫、濕度探測、湍流監測、全天空成像儀等載荷，對比檢驗不同氣象設備在颱風環境下的觀測穩定性和探測精度；二是構建多機型無人機組網觀測陣列，實現多高度、多水平點位同步協同探測，填補颱風近海雲層下方低空氣象觀測空白；三是持續監測風雨擾動下無人機航向偏移、機身震盪、能耗波動等特徵，量化極端氣象條件下無人機低空飛行安全閾值。
推動颱風監測預報技術迭代
郭建平介紹，中國已建成由風雲氣象衛星、氣象雷達、地基遙感垂直觀測系統和地面氣象站等組成的立體氣象觀測網，但受雲層遮蔽、低空探測盲區較大等因素制約，颱風近海雲下低層大氣熱動力結構觀測仍存不足。此次蜂群組網觀測突破單點探測局限，通過多點位、多層次、高密度立體採樣，如同為颱風開展全方位動態CT掃描，既可彌補單點探測局限，也能補齊近海低空觀測短板，為提升颱風監測預報能力提供關鍵實況資料，也為探索極端天氣條件下無人機安全飛行邊界積累科學數據。
當前，低空物流、空中巡檢、應急救援等低空業態加速落地，對低空精細氣象保障服務的需求持續攀升。此次試驗不僅有助於揭示風暴環境對不同機型無人機飛行姿態、航跡和能耗的影響規律，量化極端天氣下低空安全飛行的氣象邊界條件，也可為過境颱風搭建機動科學合理的立體觀測體系、推動颱風監測預報技術迭代、保障低空飛行安全積累核心試驗數據。
