6月28日，两架海燕号气象无人机（以下简称“海燕无人机”）在四川省自贡市完成交付。随着海燕无人机成功下投 6 枚探空仪，气象探测数据顺利回传国省两级，气象精细化垂直探测首飞任务完成，国家级机动观测业务正式启动。

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海燕起飞，推进气象观测高质量发展

试想，西北太平洋洋面上，热带气旋带动着周围空气流向其中心，台风正在发展。时间紧迫，台风强度与风雨分布如何精准预报？精密观测气旋内部的气象要素和结构特征是基础。然而卫星等观测手段却无法直击气旋内部。此时，无人机直抵风暴外围云层，甚至风暴中心，在不同高度层开展“现场”观测，其获取的观测资料实时回传，为精准预报台风提供研判支撑。

机动观测业务能够实现对海洋气象、台风、高原生态气象目标观测的快速响应、综合监测及观测资料快速业务应用。一旦机动观测与预报服务互动联动，气象防灾减灾第一道防线将会筑造得更加牢固。这既是践行气象观测高质量发展理念的生动实践，也是构建气象观测高质量发展新格局的有力举措。

此次交付的海燕号I型无人机和海燕号II型无人机。中国航空报记者岳书华摄影

机动观测，瞄准精密监测掣肘问题

机动观测以灵活、快速著称。高原地区的边境区、无人区环境复杂，建站较难，气象观测站点稀疏，基本观测资料匮乏。但西南高原地区又是我国重要的天气气候变化敏感区，观测获得的多种高垂直分辨率气象要素数据，对于研究西南水汽输送、西南涡及其微物理特征有重要意义。机动观测解决了复杂环境下垂直观测数据不足的问题，对提升精密监测能力、助力气象高质量发展、筑牢防灾减灾第一道防线有重大意义。

目前，我国已初步建成由两架高空大型无人机、两个飞机观测基地、一套机动业务指挥系统等组成的国家级机动观测体系，着眼海洋（台风）、高原、西南涡等气象精准预报的业务实际需求开展观测。早在2018年，中国气象局就已开始探索开展以高空大型无人机为主的观测试验（即海燕计划）。2020年至今，已连续三年成功组织实施了针对台风、青藏高原冰川的高时空分辨率垂直探测试验，验证了基于高空大型无人机的机动观测可行性，初步建立了以气象探测目标为导向的机动式气象观测试验流程。

解决复杂环境下垂直观测的难题，海燕无人机载荷应用了哪些“技术方案”？据悉，海燕无人机可携带下投探空系统、毫米波测云雷达、温湿度廓线仪、可见光红外光谱成像仪、合成孔径雷达等多种机载载荷，可获得从高空至地面的气温、气压、湿度、风、气溶胶、水凝物等多种高垂直分辨率的气象要素数据。针对探测到的数据开展三维客观场融合，可获得西南水汽输送、西南涡、台风等发展过程中及青藏高原冰川（雪山）规定等压面的温湿度场和风场等数据，以了解其微物理结构特征。除此之外，海燕无人机还将开展机载遥感与卫星遥感在青藏高原生态监测、生态敏感区内植被覆盖度分析和雪线高度分析等方面的对比工作。

海燕号I型无人机从四川自贡兰田机场起飞，执行气象精细化垂直探测任务。中国航空报记者岳书华摄影

适应性改造，锻造海燕气象载荷能力

对气象探测需求的适应性改造是海燕无人机研发过程中的关键点，也是难点。起飞之前，必须保证观测载荷与飞机匹配直至万无一失。无人机在特定气象条件下起降和应急处置的能力、机身有限载荷空间与观测高精度需求间的矛盾、精密仪器在恶劣工况环境中的适应性要求、多型载荷间数据融合交叉质控等问题，都是发挥飞行观测效益的难点。解决每一个难点所涉及的改动都牵一发而动全身。

通过不断反复演练、磨合沟通、求真务实，载荷研发团队尽全力改造以适应飞机缓震、温控等标准，飞机团队则全力改造机型机身等设计，为气象探测载荷设备留出足够的空间，为每一架次成功执行扩展飞行包线。“飞机上哪怕一点微小的改动，都将牵动不计其数的改动量，可想而知飞机改造和载荷集成工作的庞杂。但我们所有团队紧密协作、勇攻难关，不遗余力地一起解决问题，这是工作过程中最令人感动的地方。”中国气象局气象探测中心基地室总工程师、飞机科科长郭然说。最后，经过适应性改造以及大量仿真分析、风洞试验和系统联试工作，海燕无人机系统具备了同时搭载多型气象探测载荷，执行高空多维度、多要素气象观测任务的能力，还能实时向地面回传探测数据。

“7月底我们准备去海南，去‘看看’台风。”海燕无人机成功试飞标志着我国机动观测业务正在稳步向前。未来，更加开放共享的高空机动观测试验平台将搭建，为机动观测业务注入创新发展的新动能，努力补足海洋气象、台风及高原气象精细化观测的短板，向着精密监测再进发！

（作者：刘蕊 责任编辑：张林）