從無人水面艦艇發射的火箭氣象儀器

中國科學院大氣物理研究所的科學家宣布，他們已經從一架無人駕駛半潛式飛行器（USSV）上發射了一枚火箭探空儀，該火箭探空儀用于在氣象氣球范圍以外的區域進行天氣觀測，是專為此任務而設計和開發的。海洋試驗的初步結果發表在《大氣科學進展》雜志上。

要獲得準確的氣象和海洋學（METOC）數據，需要對覆蓋地球表面近四分之三的廣泛海洋環境進行海洋氣象和海洋學取樣。傳統上是通過使用海洋觀測平臺如船舶和浮標以及衛星和飛機來實現的。然而，由于這些方法成本高昂和/或在后勤上不可行，無法在廣泛區域且環境不友好的區域部署，因此收集的數據不完整，不適用于海洋和氣象研究。

目前，主要使用無線電探空儀來完成這項工作，無線電探空儀是一種由電池供電的遙測儀器，通常由一個氣象氣球攜帶到大氣中，記錄氣象測量結果并通過無線電傳輸到地面接收器。該方法用于獲取大氣中氣象數據的垂直分布，但與陸地相比，海洋中的高空探測站數量有限。目前的兩種氣象氣球——下投式探空儀和漂流探空儀氣象氣球，前者裝在飛機上，當向地面下降時記錄大氣數據，后者的氣象儀器裝在吊籃里，受氣球壓力影響很大，雖然這兩種氣象氣球都能在平流層中漂流五天到數周甚至數月，通常在海洋上空使用，但仍不能滿足海洋天氣（如臺風和大霧）研究、數值預測、海洋大氣邊界層（MABL）建模和海洋衛星產品驗證的需求。

火箭探空儀（能將氣象儀器向大氣發射8000m高度的氣象火箭）由長續航無人駕駛半潛式飛行器發射，具有較強的機動性和較大的海域覆蓋范圍，可在惡劣的海況下使用，未來將更經濟、更適用。

大氣物理研究所研究人員、論文合著作者李軍博士表示：“無人駕駛半潛式飛行器是海洋氣象環境監測的理想平臺，利用從該平臺發射的火箭探空儀提供的大氣剖面信息，可以提高海洋和沿海地區數值天氣預報的準確性。與能提供熱鹽環流剖面的測量海洋溫度/鹽度的寬尺度全球剖面浮標陣列（ARGO）類似，火箭探空儀能夠提供大氣溫度、濕度、壓力和風觀測的剖面信息。

研究人員計劃未來使用無人駕駛半潛飛行器建立海上觀測網絡，把氣象探測數據擴展到海洋，類似于陸地上的探測網絡。預期無人駕駛半潛飛行器將可提供臺風/颶風內部結構的三維觀測，從而提高研究人員預測臺風路徑或強度變化的能力。

論文主要研究人員陳洪斌表示： “我們正在開發新一代USSV，它可以攜帶與海洋科學相關的各種傳感器，包括傳導一溫度一深度、聲學多普勒電流剖面儀和運動傳感器，可提供傳導率、水溫、流速、波高和方向的垂直剖面信息。在此基礎上，將開發一個新的互聯的USSV氣象和海洋學觀測網絡系統，以提高收集METOC觀測數據的效率，并在回答相關科學問題所需的時間和空間尺度上提供全面的數據。

研究人員希望，通過開發專門裝備的USSV，能夠在以前大部分未受監測的廣闊海域實時記錄海洋氣象數據，從而能夠填補目前氣象和海洋學數據的部分空白，提供更強大的數據，轉而幫助科學家更好地預測監測天氣事件和海洋學現象。

（木子編譯）