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8月2日，一架高空大型气候探测无人机从海南博鳌机场起飞，伴随实时传回的一系列台风核心云系的温度、湿度、气压、风向和风速数据，我国首次高空大型无人机海洋、台风综合观测实验取得了圆满成功。

中国气候局地方气候台台风与海洋气候预报中心主任钱传海表示，此次实验填补了我国基于高空大型无人机海洋综合观测的空白，标志着我国在该领域取得了重大突破，对台风探测及预报预警具有重要意义。无人机在台风预测领域的表现得到了业内专家的高度认可。

然而，有人提出疑问：既然我们已经拥有众多气象卫星和地面雷达，为何还要派遣高空无人机深入台风中心进行观测？无人机探测台风有何独特优势，又面临哪些挑战？

钱传海解释道，尽管近年来我国台风路径预报误差有所改善，但在精细化监测、预报和预警方面仍存在不足。这不仅是中国面临的问题，也是全球许多受台风影响国家和地区共同面临的挑战。特别是针对弱台风的准确定位、远洋台风的快速增强、登陆台风的精确降水和风力预报以及多台风相互作用导致的异常路径等问题，一直是台风业务中的巨大挑战。

由于台风在海上生成，海上观测资料稀缺甚至存在观测盲区，现有的天基观测手段如卫星难以提供台风的精确直接观测。预报员有时无法准确判断台风中心的位置，数值模式也无法精确描绘台风涡旋结构，从而导致预报误差较大。

相比之下，海上观测资料显得尤为宝贵。上世纪50年代初，美国开始实施带有准业务性质的台风飞机观测。研究显示，增加飞机观测后，台风路径预报误差减少了10%-30%，强度预报误差降低了20%-40%。尝到了飞机直接观测的甜头后，美国持续改进和升级观测仪器，并尝试开展无人机探测飓风业务。

国际多种数值模型结果证明，飞机下投探空能够显著改善台风预报。事实上，早期的数值模型中也包含了飞机观测的贡献。

中国气象局气象探测中心副总工程师张雪芬指出，飞机观测是对台风进行直接观测的有效手段。配备下投探空系统和云雷达等机载设备的高空无人机，能够获取台风内部的精细结构特征和垂直结构信息，帮助预报员更准确地分析台风的位置、强度和结构等信息。

钱传海认为，预报员利用直接探测材料来分析台风位置、结构和强度，只是材料应用的一部分。更重要的是，这些宝贵的观测资料应用于数值预报模型，从而提高台风路径、强度和风雨预报的精度。

因此，利用大型无人机对台风进行直接观测，是解决台风强度预报难题、提高路径预报准确率的重要手段。

这是一个全新的课题，国内外都没有可供参考和借鉴的范例，这也是一项庞大而复杂的工程。2018年，中国气象局启动了无人机气象观测规划设计及科研实验工作。由气象探测中心联合航空工业集团、国家气象中心、海南省气象局、中国气象科学研究院、国家卫星气象中心等12家单位和企业共同开展大型观测实验。在飞机选型上，最终选择了翼龙-10无人机。

当时，国际上下投探空系统主要被芬兰垄断，价格昂贵。项目负责人张雪芬决定自主研发，不仅这样，探测中心还协调了飞机平台和载荷设计单位，结合翼龙-10无人机研制了匹配的特殊载荷挂装技术。

在载荷研发方面，探测中心完成了下投探空系统挂接的标准化设计与研发、载荷综合管理系统、航电系统的改造，并进行了多次安全性气动特性仿真、数字投放安全仿真和风洞投放安全实验。

航空工业成飞翼龙-10副总设计师张志坚表示，尽管飞机本身是成熟的，但加挂气象载荷进行海洋高空探测在国内尚属首次。为适应气象探测需求，实验组研制了专用的探空吊舱，以实现安全可靠地投放探空仪，并对无人机加挂载荷进行了适应性改造和大量安全测试，涉及载荷标准化挂装及操控系统改进、多载荷通信及集成技术改进、飞机控制系统与气象保障系统的连接改进等。

如何确保飞机安全进入探测区域，使载荷发挥最大效益？在这些问题上，实验组组织了台风预报、飞机研发设计、探测载荷研制等领域的专家，召开了数十次论证会，对机载毫米波雷达、探空仪等载荷进行了地面和空中各种环境下的安全仿真试验，并使用“莫拉克”台风数据进行了仿真试验。

“这是一个系统工程，需要各单位协作。除了飞机、载荷等环节，机场保障、实验天气保障等也非常重要。”张雪芬说。

2016年，《海洋气象发展规划（2016-2025年）》发布，明确了发展海洋空基气象观测、推进台风探测的任务。2018年，高空无人机下投探空实验工作启动。以高性能大型无人机为主体的空基观测体系建设，开启了我国迈向海洋气象强国的新征程。

目前，高空气候探测无人机探测台风中心只是一个开始。根据规划部署，中国气象局将在东海等海域初步形成下投探空和机载遥感探测能力，定期、定点获取三维大气观测资料和海面气象资料，持续推进后续大型无人机海洋气象观测实验，完善飞机选型、载荷研发、地面气象保障系统等环节，为我国大型无人机海洋气象观测纳入业务化做好支撑。

中国气象局气象探测中心主任李良序表示，开展高空无人机海洋综合探测，通过实验建立大型无人机台风探测业务系统，打通从观测到业务应用的各个环节，对于我国建设海洋强国、推动海洋战略发展具有重要意义。