睿诚科技协会

中国无人机如何精准探测台风?

中国无人机探测台风计划是中国在应对极端天气事件、提升气象预报能力方面的重要举措,旨在通过先进无人机技术实现对台风生成、发展及消亡全过程的精细化监测,为防灾减灾提供科学支撑,该计划依托中国气象局、国家卫星气象中心以及多家科研机构的协同合作,结合自主研发的无人机平台与遥感探测设备,构建了“空-天-地”一体化的台风监测网络,显著提升了对台风路径、强度、降水分布等关键要素的预报精度。

中国无人机如何精准探测台风?-图1
(图片来源网络,侵删)

技术体系与平台构成

中国无人机探测台风计划的核心技术体系包括长航时高空无人机、低空探测无人机以及配套的遥感载荷与数据传输系统,长航时高空无人机以“翼龙”“彩虹”系列为代表,续航时间可达40小时以上,飞行高度可达1万米以上,可搭载微波辐射计、大气廓线仪、云粒子测量仪等设备,对台风外围环流、垂直结构及海气相互作用进行连续观测,2025年台风“梅花”影响期间,中国气象局通过高空无人机获取了台风眼墙区的温湿压垂直剖面数据,弥补了传统卫星遥感在云层内部探测的盲区。

低空探测无人机则以小型固定翼或多旋翼无人机为主,主要用于近海及登陆台风的精细化观测,这类无人机可搭载GPS探空仪、微波散射计等设备,以每小时4-6次的频率获取台风外围10公里范围内的边界层参数,包括风速、湿度、海表温度等关键数据,在台风“杜苏芮”登陆前,低空无人机团队在福建沿海布设了3个观测点,连续监测到台风登陆前6小时眼墙对流活动的突然增强,为预警信息更新提供了直接依据。

监测能力与科学应用

该计划通过多平台协同观测,实现了对台风全生命周期的动态监测,在台风生成阶段,高空无人机可捕捉到热带扰动系统中对流活动的初始信号,结合卫星云图数据,提前72小时识别台风潜在生成区域;在发展阶段,通过无人机与气象雷达、卫星的联动,可实时更新台风眼墙替换、螺旋云带结构变化等过程,将路径预报误差从传统方法的100公里以上缩小至50公里以内;在消亡阶段,无人机可监测台风残留低压系统的降水效率及次生灾害风险,为北方地区的防汛决策提供支持。

无人机探测数据还显著提升了台风强度预报的准确性,传统方法主要依靠卫星云顶温度或飞机侦察数据估算强度,而无人机直接获取的边界层风场和海面通量数据,可改进台风强度数值预报模式中的边界层参数化方案,2025年台风“海燕”期间,基于无人机观测数据改进的GRAPES模式,将24小时强度预报误差降低了15%,为沿海地区的应急响应争取了宝贵时间。

中国无人机如何精准探测台风?-图2
(图片来源网络,侵删)

实施成效与未来展望

自2025年启动以来,中国无人机探测台风计划已累计完成超过100架次的台风观测任务,覆盖西北太平洋及南海海域的所有主要台风,成功支撑了“利奇马”“烟花”“梅花”等重大台风的防灾减灾工作,通过无人机观测,中国气象部门发布的台风预警提前时间平均延长了6-8小时,直接减少受灾地区人员转移安置成本约20亿元。

该计划将进一步拓展观测范围与技术能力:一是研发更高性能的无人机平台,计划于2025年前投入续航时间超60小时、飞行高度达1.5万米的平流层无人机,实现对台风顶部的直接探测;二是构建无人机集群观测网络,通过多架无人机协同作业,形成三维立体监测网格,提升对台风次级环流结构的解析能力;三是深化人工智能与无人机观测的融合,利用机器学习算法实时处理海量观测数据,实现台风快速增强、突变路径等极端事件的智能预警。

相关数据表:无人机探测台风主要技术指标

平台类型 代表机型 续航时间 飞行高度 主要载荷 观测要素
长航时高空无人机 翼龙-10 40-60小时 8000-12000米 微波辐射计、大气廓线仪、云粒子测量仪 台风垂直结构、海气通量、云微物理参数
低空探测无人机 彩虹-3 15-20小时 1000-5000米 GPS探空仪、微波散射计、激光雨滴谱仪 边界层风场、海表温度、降水粒子分布
新型平流层无人机(研发中) 未命名 100小时以上 15000-20000米 高光谱成像仪、大气成分分析仪 台风顶部环流、平流层水汽输送

相关问答FAQs

Q1:无人机探测台风相比传统卫星和飞机观测有哪些优势?
A1:无人机探测具有灵活性强、观测精度高、成本较低等优势,相比卫星遥感,无人机可进行近距离垂直剖面观测,突破云层遮挡限制;相比有人机侦察,无人机可进入极端危险区域(如台风眼墙),且作业成本仅为有人机的1/5,能实现更长时间、更高频率的连续监测,为台风精细化预报提供独特数据支撑。

Q2:中国无人机探测台风计划在国际合作中扮演什么角色?
A2:中国积极参与全球台风监测网络建设,通过无人机探测数据与亚太经社会(ESCAP)/世界气象组织(WMO)台风委员会成员共享,为周边国家台风预警提供支持,2025年中国无人机获取的台风“梅花”数据被日本、韩国气象机构用于路径预报模型改进,中国与东南亚国家联合开展无人机探测技术培训,推动区域防灾减灾能力提升,彰显了在全球气候治理中的责任担当。

中国无人机如何精准探测台风?-图3
(图片来源网络,侵删)
分享:
扫描分享到社交APP
上一篇
下一篇