从无人水面舰艇发射的火箭气象仪器

中国科学院大气物理研究所的科学家宣布，他们已经从一架无人驾驶半潜式飞行器（USSV）上发射了一枚火箭探空仪，该火箭探空仪用于在气象气球范围以外的区域进行天气观测，是专为此任务而设计和开发的。海洋试验的初步结果发表在《大气科学进展》杂志上。

要获得准确的气象和海洋学（METOC）数据，需要对覆盖地球表面近四分之三的广泛海洋环境进行海洋气象和海洋学取样。传统上是通过使用海洋观测平台如船舶和浮标以及卫星和飞机来实现的。然而，由于这些方法成本高昂和/或在后勤上不可行，无法在广泛区域且环境不友好的区域部署，因此收集的数据不完整，不适用于海洋和气象研究。

目前，主要使用无线电探空仪来完成这项工作，无线电探空仪是一种由电池供电的遥测仪器，通常由一个气象气球携带到大气中，记录气象测量结果并通过无线电传输到地面接收器。该方法用于获取大气中气象数据的垂直分布，但与陆地相比，海洋中的高空探测站数量有限。目前的两种气象气球——下投式探空仪和漂流探空仪气象气球，前者装在飞机上，当向地面下降时记录大气数据，后者的气象仪器装在吊篮里，受气球压力影响很大，虽然这两种气象气球都能在平流层中漂流五天到数周甚至数月，通常在海洋上空使用，但仍不能满足海洋天气（如台风和大雾）研究、数值预测、海洋大气边界层（MABL）建模和海洋卫星产品验证的需求。

火箭探空仪（能将气象仪器向大气发射8000m高度的气象火箭）由长续航无人驾驶半潜式飞行器發射，具有较强的机动性和较大的海域覆盖范围，可在恶劣的海况下使用，未来将更经济、更适用。

大气物理研究所研究人员、论文合著作者李军博士表示：“无人驾驶半潜式飞行器是海洋气象环境监测的理想平台，利用从该平台发射的火箭探空仪提供的大气剖面信息，可以提高海洋和沿海地区数值天气预报的准确性。与能提供热盐环流剖面的测量海洋温度/盐度的宽尺度全球剖面浮标阵列（ARGO）类似，火箭探空仪能够提供大气温度、湿度、压力和风观测的剖面信息。

研究人员计划未来使用无人驾驶半潜飞行器建立海上观测网络，把气象探测数据扩展到海洋，类似于陆地上的探测网络。预期无人驾驶半潜飞行器将可提供台风/飓风内部结构的三维观测，从而提高研究人员预测台风路径或强度变化的能力。

论文主要研究人员陈洪斌表示： “我们正在开发新一代USSV，它可以携带与海洋科学相关的各种传感器，包括传导一温度一深度、声学多普勒电流剖面仪和运动传感器，可提供传导率、水温、流速、波高和方向的垂直剖面信息。在此基础上，将开发一个新的互联的USSV气象和海洋学观测网络系统，以提高收集METOC观测数据的效率，并在回答相关科学问题所需的时间和空间尺度上提供全面的数据。

研究人员希望，通过开发专门装备的USSV，能够在以前大部分未受监测的广阔海域实时记录海洋气象数据，从而能够填补目前气象和海洋学数据的部分空白，提供更强大的数据，转而帮助科学家更好地预测监测天气事件和海洋学现象。

（木子编译）