今年第9號臺風(fēng)“蘇拉”(超強(qiáng)臺風(fēng)級)來勢洶洶,于昨日(30日)晚上移入南海東北部海面,今天(31日)早晨5點鐘位于廣東惠來東南方向大約330公里的海面上。中央氣象臺發(fā)布臺風(fēng)紅色預(yù)警,深圳全市臺風(fēng)白色預(yù)警信號升級為藍(lán)色。
“蘇拉”強(qiáng)勢登場,多處景點關(guān)閉,廣深港高鐵等列車停運(yùn)。臺風(fēng)的威力相信很多人都感受過,但是你知道臺風(fēng)的內(nèi)部長什么樣嗎?你又知道其實無人機(jī)也可以用于探測臺風(fēng)嗎?
無人機(jī)探測臺風(fēng)
2008年7月,中國大陸首次利用無人機(jī)對臺風(fēng)中心(海鷗)進(jìn)行探測。CN-1型無人機(jī)對“海鷗”進(jìn)行了近4個小時的飛行探測,巡航距離為115公里,通過搭載的機(jī)載探空儀,成功獲取了探測時段內(nèi)臺風(fēng)中心的溫度、氣壓、相對濕度、風(fēng)向和風(fēng)速等基本氣象要素數(shù)據(jù)。
2020年8月,我國使用高空氣象探測無人機(jī)對臺風(fēng)進(jìn)行探測,通過搭載的探測儀將臺風(fēng)外圍云系的溫度、濕度、氣壓、風(fēng)向、風(fēng)速等海洋上空和海面觀測數(shù)據(jù)實時傳送回地面指揮系統(tǒng)。這意味著我國首次高空大型無人機(jī)海洋、臺風(fēng)綜合觀測試驗取得圓滿成功,填補(bǔ)了我國基于高空大型無人機(jī)海洋綜合觀測的空白。
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無人機(jī)探測的優(yōu)勢
近年來,隨著衛(wèi)星和數(shù)值預(yù)報技術(shù)的發(fā)展,臺風(fēng)路徑預(yù)報得到明顯改進(jìn)。但是,臺風(fēng)的精細(xì)監(jiān)測預(yù)報預(yù)警能力仍然無法滿足防臺風(fēng)減災(zāi)的實際需求。
氣象衛(wèi)星等觀測手段目前還無法對臺風(fēng)進(jìn)行精細(xì)的“直接”探測,既不能確定風(fēng)暴中心氣壓,也不能給出精確的風(fēng)速信息,從而可能造成預(yù)報誤差偏大。
而無人機(jī)的應(yīng)用,可以作為衛(wèi)星、雷達(dá)和氣象業(yè)務(wù)觀測網(wǎng)的重要補(bǔ)充。無人機(jī)可以直抵風(fēng)暴外圍的螺旋云帶,甚至風(fēng)暴中心,并在不同高度層開展最直接的“現(xiàn)場”觀測。與衛(wèi)星大范圍的遙測相比,無人機(jī)觀測范圍雖小,但從業(yè)務(wù)角度來講,其獲取的觀測資料對于提升臺風(fēng)預(yù)報能力具有重要作用。
無人機(jī)倘若再與近年來發(fā)展較快的近海浮標(biāo)、梯度觀測塔及車載追風(fēng)觀測等儀器協(xié)同使用,將在臺風(fēng)觀測研究和數(shù)值模式發(fā)展及防災(zāi)減災(zāi)中發(fā)揮更大的作用。
無人機(jī)探測的劣勢
無人機(jī)對于臺風(fēng)的探測難免也令人好奇,探測過程中無人機(jī)的飛行路線是如何確定的?在穿越臺風(fēng)的過程中會遇到危險嗎?會不會被臺風(fēng)卷進(jìn)去?
一般來說,無人機(jī)的飛行路線是根據(jù)飛機(jī)性能和臺風(fēng)探測目標(biāo)來綜合確定的。無人機(jī)并非萬能的,和載人飛機(jī)一樣,無人機(jī)的飛行也會受到天氣條件的限制。比如暴雨、雷電等天氣就會對無人機(jī)的通信產(chǎn)生影響;而大風(fēng)和冰雹會影響小型無人機(jī)的飛行穩(wěn)定性;霧霾則可能會對密封不好的無人機(jī)電路造成影響。
再者,通信問題也會對無人機(jī)造成致命的打擊。一旦信出現(xiàn)嚴(yán)重故障,基本就意味著探測任務(wù)失敗,無人機(jī)也可能墜毀。通信的中斷也會導(dǎo)致飛機(jī)與控制臺之間資料傳輸中斷,嚴(yán)重情況下可能會導(dǎo)致無人機(jī)失聯(lián)。
臺風(fēng)中的無人機(jī)救援
面對聲勢巨大的臺風(fēng)來襲,必然也伴隨著一定的洪澇災(zāi)害。就比如前段時間的第5號臺風(fēng)“杜蘇芮”,多地出現(xiàn)極端降雨過程,引發(fā)洪澇和地質(zhì)災(zāi)害。面對嚴(yán)峻的災(zāi)情,無人機(jī)憑借其響應(yīng)迅速、安全風(fēng)險低、效率高等突出優(yōu)勢,深度參與災(zāi)情偵察、執(zhí)行物資運(yùn)輸、現(xiàn)場監(jiān)測、通信中繼等應(yīng)急救援任務(wù)。
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后記
據(jù)中國氣象局上海臺風(fēng)研究所評估,對于登陸我國的臺風(fēng),24小時路徑預(yù)報每減小1公里的誤差,可減少直接經(jīng)濟(jì)損失1億元;24小時強(qiáng)度預(yù)報誤差每減小1米/秒,可減少直接經(jīng)濟(jì)損失約4億元。
因此,利用大型無人機(jī)深入臺風(fēng)主體,對臺風(fēng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行精細(xì)化探測,能為臺風(fēng)定位定強(qiáng)、路徑預(yù)報、中低層水汽變化分析、臺風(fēng)風(fēng)圈半徑等分析提供關(guān)鍵的觀測數(shù)據(jù),從而為后端的預(yù)報、服務(wù)能力提升和防災(zāi)減災(zāi)提供有力的科技支撐。
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,未來無人機(jī)將會有更加廣闊的適用性。未來我國可以利用項目開展無人機(jī)臺風(fēng)探測的業(yè)務(wù)化實踐,進(jìn)一步提高臺風(fēng)預(yù)報精度和更好的防災(zāi)減災(zāi)。
全球鷹(深圳)無人機(jī)有限公司從事民用工業(yè)級無人機(jī)的培訓(xùn)、研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和應(yīng)用服務(wù),公司匯集北航、西工大、西南交大等一批行業(yè)頂尖人物,技術(shù)實力雄厚。目前,已經(jīng)形成“一個總部,六大基地”的發(fā)展格局,并初具規(guī)模。
全球鷹無人機(jī)培訓(xùn)學(xué)校是一家經(jīng)民航局授權(quán)、中國AOPA認(rèn)證的專業(yè)無人機(jī)駕駛培訓(xùn)機(jī)構(gòu),隸屬于全球鷹(深圳)無人機(jī)有限公司,由北京航空航天大學(xué)優(yōu)秀校友余景兵創(chuàng)辦。學(xué)院擁有獨具特色的課程培訓(xùn)體系、課件研發(fā)體系、一流的師資力量和先進(jìn)的教學(xué)設(shè)施,優(yōu)美的教學(xué)環(huán)境。目前已開專業(yè)有無人機(jī)AOPA考證班、包就業(yè)無人機(jī)硬件工程師班、無人機(jī)維修班、無人機(jī)植保班、青少年無人機(jī)興趣班等。
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