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无人机下投探空系统是飞机气象探测最重要

 
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发表于 2019/4/13 15:54:25 |
“履霜冰至”,中华龙族今生现代与当代篇

1.
我国近年来不断加快气象现代化建设。[u>目前,我国已建成了世界上规模最大、覆盖最全的综合气象观测系统。[/u>

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  据中国气象局局长刘雅鸣在2018年12月29日向新华社介绍,在气象观测方面,全国2400多个国家级地面气象观测站全部实现自动化,区域自动气象观测站近6万个,乡镇覆盖率达到96%。我国已成功发射17颗风云系列气象卫星,8颗在轨运行,198部新一代多普勒天气雷达组成了严密的气象灾害监测网,初步建立了生态、农业、海洋、交通、旅游等专业气象监测网。

  在气象预报方面,[u>我国已建成精细化、无缝隙的现代气象预报预测系统,能够发布从分钟、小时到月、季、年再到年代季的预报预测产品,[/u>建立了台风、重污染天气、沙尘暴、山洪地质灾害等专业气象预报业务。

  我国建立了比较完善的气象综合防灾减灾体系,建成全国一张网的突发事件预警信息发布系统。预警信息在8至10分钟内可以实现覆盖86.4%的公众。如强对流天气预警时效提前到38分钟,暴雨预警准确率提高到88%。气象灾害经济损失占GDP的比例下降。


2. “高精尖”产品集体亮相气象科技展

新华社北京2018年5月20日电:[u> 世界上最先进的静止气象卫星“风云四号”A星[/u>、天气雷达、气象探测无人机、微波辐射计……众多气象科技“高精尖”产品和技术,集体亮相在北京举行的气象科技成果展。

  气象科技成果展是2018年气象科技活动周的一项重要内容,由中国气象局联合科技部、中国科协、北京市政府、中国气象学会在全国科技活动周期间举办。通过观测、预报、服务等10个专题,多角度展示了我国在获取捕捉天气信号、解读分析天气信息、发展气象预测产品等方面的手段、能力与成效。

  记者在现场看到,我国自主研发具有完全知识产权的数值天气预报系统GRAPES、智能网格预报服务平台、大城市精细化预报系统等比肩国际先进水平的气象科技产品也亮相于展区。


当今最先进气象卫星“风云四号”的“独门特技”


  ■搭载迄今为止我国最先进的静止轨道辐射成像仪,在赤道上方约35800公里处,可获得高时空分辨率成像资料;

  ■[u>搭载世界首个静止轨道干涉式红外探测仪[/u>,1个小时就能完成一次对我国及周边区域大气的垂直探测。相较于极轨卫星多星组网探测频次和探空站的12小时一次,在时间分辨率方面强势胜出;同时,静止轨道干涉式红外探测仪的空间分辨率是16公里,大大优于探空站200公里的平均间隔,具备现有探空系统3000倍的能力,对于亟待进一步提高的精细化预报来说无疑是雪中送炭;

  ■[u>我国首次在卫星上安装静止轨道闪电成像仪,[/u>可对我国及周边区域的闪电频次和强度进行探测;

  ■能够对地球同步轨道的带电粒子辐射和磁场环境进行实时监测;

  ■[u>首次使用全新研制的SAST5000平台,采用力矩补偿技术、星地一体化图像导航与配准技术和整星隔震系统,实现两台载荷同时工作,解决世界性难题[/u>。遇到这样的难题,同时为了满足成像质量要求,欧洲只能无奈地将垂直探测仪器和成像观测仪器分别放在MTG-I和MTG-S两颗卫星上,避免载荷之间相互干扰导致“谁也干不了活儿”的情况。


[img=550,1789>http://kpzg.people.com.cn/NMediaFile/2017/0228/MAIN201702280850000501693424786.jpg />



3. 气象雷达

天气雷达根据电磁波的散射回波强度来测定对流天气系统空间位置、强弱分布、垂直结构等。随着科技的发展,多普勒天气雷达“横空出世”,在传统雷达的基础上还能提供径向速度产品和速度谱宽产品,可推断降水云体的移动速度、风场结构特征、垂直气流速度等,能够更有效地监测暴雨、冰雹、龙卷等灾害性天气的发生、发展。

在我国中东部大部分地区,强降水和台风发生频率相对较高,主要布设的是S波段雷达。S波段雷达探测范围较大,能发现雷达周围460千米范围内的降水系统。西部地区降水强度相比中东部较弱,主要布设的是C波段雷达,因为C波段雷达更有利于探测强度较弱的降水。

  如今,新一代天气雷达已广泛应用于天气预报以及农业、水文、林业、交通、能源、航天等领域的专业气象服务,成为人们防范气象风险、保障飞行安全的重要保障。天气雷达不断更新升级才能适应人们不断增长的防灾减灾需求。目前,[u>美国的新一代多普勒天气雷达已全部升级为能够监测降水粒子相态的双偏振多普勒天气雷达[/u>,我国广东佛山、北京、上海、厦门等地也正在进行双偏振多普勒天气雷达的业务升级试点。另外,我国自主研发的相控阵天气雷达也已投入使用,对与大风有关的对流系统(如龙卷和下击暴流等)的监测预警效果显著提升。有望成为下一代天气雷达。由7名海归博士创立仅2年的珠海纳睿达科技有限公司,目前已自主研发和生产出应用于海陆空天气监视和预警的[u>“智能全极化多功能相控阵雷达”,其核心技术被中国国家气象局认定为“国内首创、国际领先”[/u>。(贼惦记: 相控阵对比多普勒雷达的性能优势,军迷们心中都有数,吼吼。军事防空如此,天气预报亦然如此。)



图为我国自主研发的首部[u>X波段相控阵天气雷达[/u>
[img=640,427>http://www.cma.gov.cn/kppd/kppdrt/201705/W020170522372338447177.jpg />


说到多普勒和相控阵雷达,顺便扯一个纯军事用途的“两种雷达体制双剑合璧”(龙族军工就爱干这种通吃的事情;P):

2018年11月在广东省珠海市航展中心举行的第12届中国国际航空航天博览会上,燕山大学赵永生教授团队参与、中国电子科技集团第十四所研发的“机载广角域火控雷达”受到国内外广泛关注,并给予高度评价。

[u>“广角域火控雷达”是将机械扫描与相控阵天线相结合,拓展雷达波束的空域覆盖范围。该雷达突破传统视角局限,能让战机获得目前世界上最广的探测视野,处于国际领先水平。[/u>广角域雷达在有源相控阵雷达的背面加关节(姿态连续调整系统)实现二维的机械扫描,[u>相当于给飞机的“眼睛”雷达增加了“脖子”,[/u>极大地增大了扫描范围。该款广角域雷达适用于装备我国目前先进的三代及三代改进型战斗机,具有广角域搜索、跟踪目标,大侧视跟踪目标,大离轴制导导弹,正侧视先敌攻击,战机敏捷脱离,攻防兼备的特点,助力我国主力战机的生存能力和作战能力突破新高度,是现有战机升级的力量倍增器。

参加本次珠海航展的机载广角域相控阵雷达,其姿态连续调整系统的研制有众多的技术难点。研发过程中,赵永生团队的姚建涛和周玉林教授带领项目组成员与中电十四所项目组联合攻坚克难,针对机内空间狭小、运动复杂、机电集成等技术难题,创新研发出近乎完美的广角域雷达连续调姿系统。这是赵永生团队的[u>并联机器人技术在天线领域的又一重要应用[/u>

[img=500,376>http://news.sciencenet.cn/upload/news/images/2018/11/20181115101520924.jpg />




4. 气象无人机

2018年5月24日新华社电,由中国航天科工二院23所自主研发的无人机机载下投探空系统顺利完成试验,填补了国内利用大型无人设备开展气象探测的空白。

  据悉,该试验属于中国气象局气象探测中心海洋气象探测一期工程,无人机携带的下投探空仪在6000米高空投放后,将气象要素值成功传至地面监控室。无人机下投探空系统是飞机气象探测最重要、最基础的载荷。该系统主要用于探测大气的温度、湿度、风速、风向等气象要素,设计复杂。相比有球探空类,它更有指向性和靶向性,相比火箭探空类,它的应用范围更广、区域更大。

[img=600,800>http://pic3.dwnews.net/20180517/71d3bd43a7dc89b31cade65d0122375f_w.jpg />

  这一无人机机载下投探空系统精度高、体积小、重量轻,[u>只要有数据线与电源线即可,不用改装无人机,设备可任意挂在机翼、机腹或机舱等位置,[/u>系统装有全自动温控系统,可保证设备在[u>零上70摄氏度至零下90摄氏度的气温范围内稳定工作[/u>


2018年6月2日,彩虹新型[u>垂直起降无人机[/u>CH-804D圆满完成了首次全自主飞行试验,该型无人机实现了旋翼垂直起飞升空、空中滑跑转平飞、沿航迹做固定翼飞行、平飞减速转旋翼垂直降落、自主着陆等关键飞行科目,飞机状态良好,操控平稳,各分系统工作正常。CH-804D垂直起降无人机最大起飞重量达到100kg,载荷重量15kg,可用于石油管线巡查、应急测绘、海洋环境监测、农林防护、地理环境监测等领域,是目前国内同类型无人机中总重最大、载荷能力最强的一款。[u>此次飞行试验突破了大轴距低动态响应多旋翼无人机控制技术[/u>,圆满完成预期飞行目标。

[img=640,427>https://img1.81uav.cn/file/upload/201806/09/183814141.jpg />


5.
中国主导发起迄今最大规模环境与气候变化科学研究计划---三极计划(不是三级片:lol)


[u>青藏高原、南极和北极并称“三极”,是对全球气候变化最敏感的地区。[/u>在全球变暖大背景下,这些区域的环境与气候的剧变正在严重影响着全球以及我国的生态环境。

2008年1月,[u>中国第24次南极科学考察队内陆冰盖考察队登顶南极冰盖最高点——冰穹A地区,并开始在该地区选址建立昆仑站。[/u>经过长期的考察和研究工作,[u>我国在极地科学领域取得了很多成果,部分研究已进入国际领先行列,[/u>其中关于南大洋深层海洋混合过程、格陵兰岛冰盖加速融化对全球海平面的贡献以及高纬度海洋环流在全球气候变化中的作用等问题的研究成果均发表在Nature系列,Science等国际权威学术期刊,得到了国际同行和社会公众的关注。同时,为了加强在极端环境下获取连续观测数据的能力,[u>我国科学家也自主研发了冰基剖面浮标等极区海洋-大气-海冰观测设备,[/u>极大地推进了我国在极区观测能力的建设。


青藏高原
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南极
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北极
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“三极地区的地理范围是我国“一带一路”倡议的核心区域,也是其在南北半球的重要延伸,三极地区冰冻圈的变化对全球气候系统影响巨大,随着全球气候变化,三极地区环境变化有可能带来一系列全球问题。”

“三极”计划的总体目标就是构建三极环境与气候天空地冰海一体化观测系统,揭示三极多圈层环境与气候变化机理,预测、预估三极与全球气候环境的未来,为应对气候变化、保障极地安全、构建人类命运共同体提供科技支撑。


在中国古代传说里,大禹治水迷而失途、一直向北,误入终北之国——那是寸草不生的荒芜之地,没有鸟兽鱼虫。这是中华文明对极北之地最早的想像。

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1925年,中国加入《斯瓦尔巴条约》。据此条约,缔约国有权自由进出北极特定区域,并依法在该特定区域内平等享有开展科研以及从事生产和商业活动的权利,包括狩猎、捕鱼、采矿等。斯瓦尔巴群岛处于欧洲边缘,位于北极圈内。从二三百年前起,该群岛就是北极地理大发现的大本营。这也意味着中国公民在该区域可以自由出入、逗留。而这一条约的签署,则是来自于当时北洋军阀政府的一个“任性”决定。


在20世纪初的时候,欧洲各国发现位于北极圈内的斯瓦尔巴群岛拥有丰富的自然资源,于是相继宣称对该岛拥有主权,如果不缔结一份条约,欧洲各国有可能因斯瓦尔巴群岛而发生战争。当时中国正处于混乱时期,各路军阀正在大打出手,本没有闲心管这个条约。然而,1925年法国却派出代表主动找到了段祺瑞,想让段祺瑞派个代表去签字,也想让中国承认这个条约。段祺瑞不好不给法国使者的面子,就随便派了个人去签字,签过字这件事也就没有再提,毕竟这个条约对当时的中国来说确实没什么用。北洋政府可以说是无心插柳柳成荫。;P 直到1991年,中国人才真正开始行使条约签署国的权力。万里之外,那块冰雪大地上尘封的权益,终于解冻了。2004年7月28日落成的中国首个北极科考站 --- 黄河站是中国继南极长城站、中山站两站后的第三座极地科考站,中国也成为第8个在挪威的斯匹次卑尔根群岛建立北极科考站的国家。[u>最值得称道的是,北极黄河站拥有全球极地科考中规模最大的空间物理观测点[/u>


极光下的中国北极黄河站
[img=500,281>http://images.china.cn/attachement/jpg/site1000/20080312/001109b42f300941716113.jpg />


“要开展北极航道合作,共同打造‘冰上丝绸之路’,落实好有关互联互通项目。”中国国家主席习近平2017年7月访俄时在莫斯科表示。4个月后在北京会见梅德韦杰夫时,习近平主席再次表示要共同开展北极航道开发和利用合作,打造“冰上丝绸之路”。2018年1月26日,国务院新闻办公室发表《中国的北极政策》白皮书。该白皮书的发布,是中国积极推动的旨在和北极相关利益国家构建人类命运共同体的重要举措。 作为“一带一路”的延续,“冰上丝绸之路”的倡议,引起了世界的高度关注。“中国公布北极丝绸之路计划”,英国广播公司报道中称,中国将与俄罗斯等北极国家共同开发北极航道,是“雄心勃勃的改变中国与欧洲以及其他地区陆海联系的更大计划的一部分”,这条航道将使中国获得一条比通过苏伊士运河和巴拿马运河更近的到达其他国家港口的运输通道。“从油气到拓展‘一带一路’建设,中国表示已准备好推动北极国际合作。”


早在2017年4月初,习主席在赫尔辛基同芬兰总统尼尼斯托举行会谈,也谈到了北极事务合作:促进北极地区生态保护和可持续发展。这条“一带一路”西北延长线上,吹来了一股强劲有力的“发展之风”。 2017中国与冰岛联合建立北极光探测点,落成在冰岛的凯尔赫村(Karholl),位于北纬66.5度的北极圈边缘, 恰好是观测北极光和地球磁场活动的理想场所。同年,中远海运能源所属上海中远海运LNG Yamal项目首艘破冰船顺利出坞,标志着中远海运集团首次参与开发设计及建造的极地破冰LNG船项目取得突破性进展。

如果说LNG船是船舶工业皇冠上的“明珠”, 那么[u>中远海运该系列破冰LNG船则可谓是“冰雪女王”级的“明珠”。该系列船破冰等级为目前世界货船建造所能达到的最高破冰级别——俄罗斯船级社Arc7冰级(对应于极地破冰3级,即PC3)[/u>,比 “雪龙号”(大致为Arc5冰级)至少高出两个破冰等级。



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通过全回转推进器实现在15米厚冰脊海域持续破冰航行
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为兼顾常规海况下的快速性、适航性以及冰区海况下的双向破冰性能,该系列船的推进方式采用了吊舱式全回转电力推进系统,由双燃料发电机提供电力。整个吊舱推进器可围绕连接船体的垂直轴灵活自如作360度水平回转,就像现代军用飞机发动机使用矢量喷口一样,可产生任何方向的推力,从而可以任意调整航行方向,让船舶具有前所未有的操纵性能和紧急机动性能。有了这种先进的推进系统,船舶在海上航行或靠、离码头期间,不仅可以自如地前进、后退,还能够完成“横移”、“原地回转”等各种“高难度动作”。该系列船具备前后两个均完全封闭而又视线开阔的驾驶室,可分别进行首、尾双向破冰航行。尾破冰模式大大提升了船舶的破冰机动能力,在冰区中航行时能在较短时间内进行转向和掉头,在较厚的冰层中不被卡住,比起诸如“雪龙号”的普通破冰船舶,具有明显的优越性。


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不仅如此,该系列船舶运营后将服务于全球最大的极地天然气项目,即中石油集团、俄罗斯燃气公司Novatek与法国道达尔公司合作开发的位于北极地区西伯利亚西部Yamal半岛的天然气田项目。它所开辟的LNG欧亚运输东北航道相较于传统的“南行航道”(途经苏伊士运河),无论从航行距离或是燃油成本,都将大为缩短或减少,而 CO2的排放量也将相应的减少30%~40%。这对于推动北极航道的开发和利用,抢占极地能源开发和运输市场,都有着极其深远的意义和影响。


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说了一大通,我龙我共搞这些气候环境观测预报和开发应用的高精尖技术,到底用来干嘛的? 还用问,当然是用来务农打粮种白菜的。。。。。。而有种菜就少不了有灭害虫,因此咱们的CCTV频道7理直气壮、堂而皇之地把军事和农业,“耕战”合并在一起。否则,若有害虫要破坏咱们的风水,对咱们发动啥气象战争的话,咱们手里岂能没有正义的来福灵和黑光灯?



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