国内首次！蜂群无人机全程监测台风

号称今年最强台风的“红霞”于26日在广东省登陆，沿途影响到湖南等地。在此期间，中国气象科研人员首次采用蜂群无人机观测方式，针对台风登陆前后全过程开展高频率、多维度观测试验。这也是我国首次将蜂群无人机技术应用于台风过境前后全过程低空风暴环境观测。这场飞入台风的试验，突破了哪些技术难题？蜂群无人机如何帮助人类进一步看清风暴内部？未来，这项技术又将如何服务气象预报、防灾减灾？《环球时报》记者独家专访了此次试验的负责人、中国气象科学研究院研究员郭建平。

给台风做立体CT扫描，“飞到哪测到哪”

7月25日傍晚，广东沿海，台风“红霞”正在逼近。在位于深圳市大鹏半岛的中国气象局粤港澳大湾区低空经济无人航空气象保障野外科学试验基地，这场特殊的观测试验正在进行。“25日18时50分，‘红霞’登陆广东前，现场风力已达每秒17米，是参与本次试验的无人机飞行过程中环境最恶劣、风险最高的时段。团队全员实时监控每一架无人机的飞行状态、编队阵型、数据传输情况。”郭建平向《环球时报》记者还原了当时观测试验的情况。他说，峰值风场多次引发无人机剧烈震荡、航迹偏移，团队动态调控编队姿态与航线，完整获取极端条件下的飞行安全气象边界条件，保障观测数据连续完整，精准捕捉到台风登陆前关键时段的低空热动力廓线数据。

这是一次“迎风而上”的观测。我国此前观测台风更多是在外围“看”它：卫星从高空俯瞰云系，雷达捕捉降水回波，大型飞机穿越台风螺旋云系，浮标记录海面变化。但台风最复杂、最活跃的区域之一——近海云下低空边界层，却长期缺少连续、精细的直接观测。这一次，中国气象科研人员尝试让无人机群飞进台风低空区域，用蜂群无人机组成一张移动的“空中气象网”。

“我们现有的风云卫星、气象雷达组成的观测网络只能看见台风的‘屋顶’，而蜂群无人机作为由多架搭载高精度气象载荷的无人机组成的协同观测阵列，可以钻进‘房间内部’，可按照预设空域、高度分层、点位布局协同飞行，能够实现‘飞到哪测到哪’。”郭建平告诉《环球时报》记者，蜂群无人机可多点、多层、同步捕捉台风低空区域的温、湿、风、湍流等核心气象数据，并实时记录飞行姿态与能耗波动，相当于在空中织就一张立体、动态的“气象感知网”，给台风影响的近海云下低层大气做全方位动态CT扫描。

郭建平告诉《环球时报》记者，此次试验中，4架无人机组成观测蜂群（若条件允许，可同时实现40甚至400架无人机编队飞行），同时每3架无人机通过三角形布局构成低空关键动力参数观测组网，实现对低空大气动力廓线的精细探测。

不过科研的过程并非一帆风顺，他透露，此前在试验阶段，无人机“炸机”的事也常有发生。

值得注意的是，这还是我国蜂群无人机首次实现覆盖台风过境全程的低空风暴环境立体观测。郭建平表示，所谓“立体观测”是指突破传统二维平面观测局限，构建台风近海低空大气三维空间、全时序、全覆盖的观测体系。“我们可以全程追踪台风逼近、衰减、消散过程，高频率连续采样，实现对台风影响的低空大气垂直结构的全方位立体透视。”

据介绍，此次观测试验取得了不少成果。除了补齐上述台风低空观测的盲区外，还系统获取了台风过境前后无人机在复杂气象条件下的实际运行数据。

郭建平告诉记者：“我们记录了台风过境全过程无人机航迹偏移、机身震荡、电量功耗等参数，有助于揭示风暴环境对不同机型无人机飞行姿态、航迹和能耗的影响规律，量化极端天气下低空安全飞行的气象边界条件，为低空经济气象相关技术标准的建立提供科学数据支撑。”

如何在狂风暴雨中稳住无人机

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