“高空大型无人机海洋台风综合观测试验”实现技术完全自研
台风属于热带气旋的一种。热带气旋是发生在热带或副热带洋面上的低压涡旋,是一种强大而深厚的“热带天气系统”。大风是伴随台风的主要天气,也是造成台风拔树倒屋的主要原因,因此必定是台风灾害的重要成因之一。降水是与台风伴随的另一主要天气,同时也是引发渍涝和山洪暴发从而形成灾害的主要原因,因此必定是造成台风灾害的重要成因之一。
风暴潮造成灾害的例子众多。如5162号台风在浙江象山登陆,登陆时最低气压 923hPa,最大风速65m/s,6级以上大风区直径1000余km,是影响我国范围最大的台风之一。观察发现台风、确定台风位置、强度以及观测台风等活动。现阶段采用的探测技术有:无人机侦察、卫星拍照、雷达观测、沿海和岛屿气象站、船舶、气象漂浮站等的常规气象规测。
随着气象测量传感器、无人机制造、飞行控制及数据处理等技术的发展,无人机气象探测技术得到长足的发展,逐渐成熟并走向应用。这种大区域、长时间、连续气象探测方法在航天器发射与返回、重要武器试验、战场气象测量、恶劣天气监测、龙卷风近距环境探测监视等应用中具有独特的作用和优势。无人机气象探测包括无人机气象探测系统设计、无人机飞行控制技术、无人机温湿压测量技术、无人机测风技术及无人机气象探测系统试验与应用。
我国从6月25日起行了4次不同气象环境和载荷的无人机飞行观测试验,风云气象卫星、无人船、往返智能探空、漂流浮标等多种探测手段与其配合,开展立体观测。8月2日下午,在今年第3号台风“森拉克”影响海南期间,一架高空气象探测无人机从博鳌机场腾空而起,成功下投30枚探空仪,与毫米波雷达一起,对台风外围云系进行CT式立体“扫描”。我国首次高空大型无人机海洋、台风综合观测试验取得圆满成功,填补了我国基于高空大型无人机海洋综合观测的空白。试验使用的无人机及探测载荷,完全具有我国自主知识产权。
探空仪
是测量天空不同高度上的大气物理参数,以确定气象要素的垂直分布面施放的仪器。这种测量是通过无线信道遥测来完成的,所以又称无线电探空仪。由通信信道联结的无线电探空仪和地面接收处理设备构成探空系统,也叫大气探测系统,探空仪按用途可分为通用类和专用类。
有电码式探空仪,电子式探空仪、炮兵专用探空仪、低空探空仪等。无线电探空仪,就象一台飞行的发报机,随时将探测到的所在高度的气象资料传送到地面。“麻雀虽小,五脏俱全”,重量不到1公斤的探空仪,主要由感应元件、转换装置、发射机和电源四部分组成。感应元件用来感应大气温度、压强、湿度要素的大小与变化;然后通过转换装置转换成相应于探测量的无线电讯号;而发射机产生的约数十或数百兆赫的高频无线电振荡(载波),则能装载着探测讯号向地面发送;电源提供了整个探空仪的能量来源,它占据了相当大的重量。
毫米波雷达
是工作在毫米波波段探测的雷达。通常毫米波是指30~300GHz频域(波长为1~10mm)的。毫米波的波长介于微波和厘米波之间,因此毫米波雷达兼有微波雷达和光电雷达的一些优点。同厘米波导引头相比,毫米波导引头具有体积小、质量轻和空间分辨率高的特点。与红外、激光、电视等光学导引头相比,毫米波导引头穿透雾、烟、灰尘的能力强,具有全天候(大雨天除外)全天时的特点。
另外,毫米波导引头的抗干扰、反隐身能力也优于其他微波导引头 。毫米波雷达能分辨识别很小的目标,而且能同时识别多个目标;具有成像能力,体积小、机动性和隐蔽性好,在战场上生存能力强。
风云气象卫星
包括风云1号、风云2号、风云3号、风云4号,已成为我国民用遥感卫星效益发挥最 好、应用范围最广的卫星之一。组成了中国气象卫星业务监测系统。
风云一号象卫星中观测通道最多的成像观测卫星。星上记录器容量,由A、B星的60分钟增加到300分钟,以便获取全球气象信息。此外,卫星上还采用了多项新技术,如多层折叠式太阳电池阵技术,偏置动量加磁进动、章动控制和平稳御载等姿控技术,星上计算机技术,热控、剩磁设计等,使卫星的可靠性取得了新的突破。
风云二号可全天候对地球进行连续气象监视,获取地球空间环境白天可见光云图、昼夜红外云图和水汽分布图;收集和转发气象、海洋、水文等观测数据;监测太阳X射线和空间粒子辐射数据等。
风云三号上携带着多达11种有效载荷和90多种探测通道,可以不分白天黑夜,对任何气象环境进行探测。风云三号携带有垂直探测仪,可以对地面上空30多公里的范围形成立体的彩色图像,从而大大增强了气象预报的精细化和准确度。“风云四号”是第二代静止气象卫星,由上海航天局的“风云二号”总设计师李卿领衔设计,充分考虑海洋、农业、林业、水利以及环境、空间科学等领域的需求,以实现综合利用。
风云四号卫星主要探测仪器为10通道二维扫描成像仪、干涉型大气垂直探测器、闪电成像仪、CCD相机和地球辐射收支仪,地球圆盘图成像时间为15分钟。
漂流浮标
浮于水面的一种航标,是锚定在指定位置,用以标示航道范围、指示浅滩、碍航物或表示专门用途的水面助航标志。浮标有不同的种类和规格,按布设的水域可分为海上浮标和内河浮标。海上浮标标身的基本形状有罐形、锥形、球形、柱形、杆形等。浮标在航标中数量最多,应用广泛,设置在难以或不宜设立固定航标之处。浮标,其功能是标示航道浅滩或危及航行安全的障碍物。装有灯具的浮标称为灯浮标,在日夜通航水域用于助航。有的浮标还装雷达应答器、无线电指向标、雾警信号和海洋调查仪器等设备。
新闻来源:中国气象局
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