无人机在气象服务中的应用

无人机在气象服务中的应用

郝亚明吴美欢

（新疆且末县气象局新疆且末841900）

摘要：本文简单介绍了无人机在气象服务中的应用，具有技术先进、操作简单易学、成本低、审批手续简单，因此可以广泛地应用于气象观测、退牧还草工程实施、森林防火服务、人工影响天气开展等多个领域之中，以弥补传统气象服务手段的不足之处。

关键词：无人机；气象服务；应用

引言

且末县隶属于新疆巴州，位于东昆仑山、阿尔金山北麓，塔里木盆地东南缘，地势东南高西北低，气候复杂，多大风、沙暴等灾害性天气。气象观测可以提供气象预报预警服务，对地方政府防灾减灾提供决策依据，对于保证经济的正常有序发展和人民正常的生产生活提供有力的技持。传统的气象探测包括地面观测和高空探测，其中地面气象观测是对近地面的气象要素进行逐日逐次的观测，包括风向、风速、干湿度、云量、降水等气象要素数据。而高空探测是对大气中的各个高度的气象状况进行观察、测定以及数据要素的收集。

无人机指的是无人驾驶的飞行器，是通过无线电来进行遥控设备或者利用自备的程序来进行操作的飞行器。随着无人机技术的发展，利用现有成熟的技术来实现气象服务，可以解决如高山阻隔或者突发性的自然灾害的特殊环境，而常规的气象监测手段却无法进行实时的监控，此时无人机就可以完成这些任务。而且无人机的物料成本及发射和运营成本都比较低，讯号失联现象较少，运载量高，具备一定的持续动力，把无人机应用于气象服务中，是常规气象监测手段的有益补充，并且将会逐渐成为现代气象事业中发展的趋势。本文简单介绍了无人机在气象服务中的应用，具有技术先进、操作简单易学、成本低、审批手续简单，因此可以广泛地应用于气象服务之中，弥补气象服务手段的不足。

1无人机的技术优势

1.1技术先进、机动灵活

无人机是搭载航空的平台，装载上气象监测模块以达到在指定的空间里进行气象监测。和传统的气象监测手段相比，无人机搭载的气象监测系统更为灵活机动，适合于对突发气象应急灾害事件的要素进行监测。无人机上的高清摄像机还能够对气象灾害环境进行实时的拍摄，而监测人员能够在应急预警中心进行实时的监控。

1.2操作简单

无人机的操作是需要工作人员来进行的，通过遥控操作，正如操控玩具遥控车、遥控飞机一般，很容易上手。而真正的载人飞机却需要飞行员强健的身体素质。因此，无人机的操作技术简单，可以在飞控系统上带上GPS、气压高度计、陀螺仪等，并且可实现空中保持飞行状态及空间位置的记录，还能够实现失控自动沿原路径返航的功能。

1.3实现气象要素收集的简单化

搭载了气象仪器的无人机能够为日常的天气进行分析预报，并能为各种规模的气象试验活动提供大量的探测数据，尤其是在沙漠或者地面台站稀少的地域，通过任务的性质来选择无人机的机种，能够实现气象远程监控及数据要素的收集。

1.4成本低

随着科技的发展，飞控的种类和功能越来越多，受到竞争的原因，无人机的价格越来越低，并且相关方面的配件也都越来越便宜。

1.5审批简单

7kg之下的无人机不需要向空管部门进行空域的审批，不需要接入民航局的无人机云系统，只需在机身标注型号、编号、联系方式即可中，也不需要装上电子围栏，只需了解哪里是禁飞区即可。

2无人机在气象服务中的应用

随着全球气候的变暖，各种气象灾害频繁发生，给社会各行各业都造成极其严重的影响。且末县气候恶劣，生态环境脆弱，因此，气象服务对于社会各行业更为重要。利用无人机进行气象灾害的监测、气象灾害的收集，减缓气象灾害对于社会经济造成的损失，对于地方经济的正常发展起到一定的推动作用。

2.1气象观测应用

气象预报准确预报离不开大量的观测数据，观测数据越多越全面，天气预报时效性和准确性越高。随着现代技术的发展，气象观测技术也不断升级，将气象探测设备与无人机应用于低空气象探测已势在必行。2018年12月全国唯一的小型无人机气象观测示范网在汉中市宁强、佛坪、勉县、镇巴正式启动，试验将观测地面到1500m高空的气温、湿度、气压、风向、风速、大气成分垂直观测，获得各观测要素秒级数据，同时开展实景观测。通过此次科学实验，为我国全面开展小型无人机气象观测业务提供可复制、可推广的整体系统设计和业务规范，同时开展无人机气象观测应用先行研究。

2.2退牧还草

人工影响天气对退牧还草工程作用很大，但是牧区地处高海拔山区地形因素限制了传统的流动火箭车作业，运用无人机可以到达流动车到达不了的地区进行催化剂的撒播，提高催化效率等。气象局可充分发挥部门职能，抓住有利人影作业条件，利用无人机撒播催化剂，大力开展人工增雨（雪）作业，切实缓解了牧区草场旱情，为当地退牧还草工程项目顺利完成提供优质高效的气象服务保障。

2.3林业防火

森林火灾在是林业的重要灾害之一。无人机的气象探测系统可以实现同步采集飞行区域内的温度、相对湿度、气压、风向、风速等气象参数。无人机可到达人或车无法到达的山区内，及时发现森林火情，第一时间采集火场的各类气象要素信息，可为消防等应急救援力量提供准确的气象要素信息，便于其分析林火发展态势，为救援提供气象决策服务。

2.4人工影响天气

且末县是气象灾害的多发区之一，干旱对当地农业的危害十分突出。通过无人机增水，成功开发空中云水资源、改善生态环境和促进经济建设方面又是一次新的突破，成为一种新的增水作业手段，应用无人机增水是一种全新的人影作业模式，它利用高性能无人机系统平台，搭载机载播撒系统，在复杂天气背景下，直接进入云层中实施播撒作业，同时该无人机选用的平台还具备夜航、盲降等能力。相比传统的人机作业，适用范围大，使用限制少，增水的工作效率大大提高。

3结语

无人机遥感技术由于其快速、宏观、动态的显著特点，可以很好地弥补传统应急方法的缺陷。无人机应用于气象服务之中，对于沙漠、山区、海洋等利用传统手段不容易获得有效气象数据的区域，不仅节约了人力和物力，还能够获取更为精准的气象要素数据，是一项经济有效的投入。随着科技的进一步发展，气象将越来越多地应用无人机在服务之中，无人机以其低成本、多功能、长航时、模块化、通用化、智能化等的优势，越来越应用于更广泛的领域之中。气象服务与民生、国家安全有着密不可分的联系，无人机的投入使用，将更进一步提高气象服务的水平，进一步推动气象现代化的发展。

参考文献：

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第一作者简介：郝亚明（1990-），男，汉族，湖北省蕲春县人，本科，助理工程师，从事综合气象观测、预报服务及装备保障工作。