無人機氣象災害應急平臺的設計

康銳

摘要：氣象災害防御一直以來都是開展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工作的重點關注內(nèi)容。隨著科技的進步，關于氣象服務災害防御體系的建設也愈發(fā)完善，在給種植戶帶來極大便利的同時，提高了作物的產(chǎn)量和質(zhì)量，降低了災害損失，本文將著重分析新時期發(fā)展農(nóng)業(yè)的有效措施。

關鍵詞：無人機；氣象災害；應急平臺

中圖分類號：S342 文獻標識碼：A

引言

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與天氣氣候之間聯(lián)系緊密，為了能夠有效控制自然災害對農(nóng)業(yè)帶來的不良影響，國家啟動了氣象為農(nóng)業(yè)服務項目，這說明天氣預報在農(nóng)業(yè)防災減災中具有非常積極的作用，以天氣預報為依據(jù)，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進行合理分配，可以避免很多不必要的損失，本文對其進行具體研究。

1、氣象災害預報預警應急工作的必要性

我國地大物博，幅員遼闊，同時也是氣象災害發(fā)生頻率最高的國家之一。在我國，氣象災害的類型層出不窮，發(fā)生率非常高，不僅會造成嚴重的經(jīng)濟損失，還會帶來人員傷亡。常見的極端天氣有臺風、雷電、暴雨、干旱、大風、冰雹、大雪、沙塵暴、高溫、熱帶氣旋、低溫冷凍。這些氣候現(xiàn)象不僅發(fā)生頻繁，而且每一種類型都會誘發(fā)巨大的災難。在全球變暖的情況下，各種氣象災害的發(fā)生頻率更高，也更加致命，比如，泥石流、洪水等嚴重的災害對社會的安定造成極其不利的影響，還會影響人們正常的生活。由此可見，加強對氣象災害預報預警應急工作很有必要。氣象災害預報預警主要是對不同類型的氣象進行記錄與觀測，將所觀測到的數(shù)據(jù)及時進行專業(yè)的處理與分析，對氣象災害進行合理預測。通過科學有效的預測可以掌握各類氣象災害發(fā)生的可能性，然后再通過有效的方式進行預報，使廣大人民可以在第一時間內(nèi)了解氣象情況，及時采取應對措施。預報的渠道有電視、廣播、報紙、氣象網(wǎng)站、手機短信、12121電話、電子屏幕等。公眾通過氣象預報就能夠采取相應的應急對策，降低氣象災害帶來的危害程度。目前，氣象災害預警預報應急工作還存在一定的問題，這樣就會導致預報預警的精確度下降，在制定應急對策時缺乏針對性，因此，要提高氣象災害預報預警應急工作的質(zhì)量，解決其中存在的問題，就可以真正造福公眾，減少不必要的損失。

2、國外氣象災害應急管理機制帶來的啟發(fā)

建立完善的法律法規(guī)與應急管理預案：保證氣象災害管理有法可依是實現(xiàn)其穩(wěn)定發(fā)展的必要條件，而建立完善的應急管理方案可以自預防階段、事件發(fā)展中、事件發(fā)展后等各個層次明確任務、合理分配資源，保證應急管理方案具有較強的實用性與針對性。突出預防工作的重要性：在過去較長時期內(nèi)，大多發(fā)達國家將氣象災害管理分為：預防、準備、面對、重建等幾個環(huán)節(jié)，當前預防成為各個發(fā)達國家關注的重點，及時采取預防措施解決易導致發(fā)生氣象災害的問題，杜絕發(fā)生各種氣象災害，是減少經(jīng)濟損失的最好辦法。各部門相互支持相互配合：氣象災害應急管理機制的運行離不開多個部門與不同地區(qū)的參與，因此具有高效運行的應急協(xié)調(diào)機制是做好應急管理工作的重中之重。要保證各個部門隨時互通信息，在做好分工的前提下搞好合作，保證不同行業(yè)、不同領域、不同地區(qū)的有序運行。

3、加強氣象服務災害防御體系的有效措施

3.1、建立完善的氣象服務機制

氣象服務災害防御體系的建設，不僅需要政府部門發(fā)揮監(jiān)督主體作用，也需要氣象部門利用先進的科學水平和氣象監(jiān)測系統(tǒng)，提升對氣象災害的預警能力和防御價值探索力度，針對各類氣象災害制定完整的解決方案。對于季節(jié)性災害，可以把農(nóng)作物的生長習性作為出發(fā)點，提前做好應對準備，有針對性地錯開氣象災害頻發(fā)時期，以免極端氣象給作物帶來損害。另外，可以采用生物種植、大棚種植等技術，促進作物生長而避免外界環(huán)境不必要的干擾。不管是什么防御體系，都應廣泛鼓勵農(nóng)戶的參與和配合，這樣才能發(fā)揮出災害防御機制的優(yōu)勢。氣象部門要擴大宣傳渠道，增加災害防御體系建設的受眾面，與農(nóng)戶建立良好、長期的互動交流關系。可增加與農(nóng)業(yè)息息相關的氣象項目，以農(nóng)民為本，保持與時俱進的觀念，推行高科技。向農(nóng)民普及氣象知識，加大預警效果。信息部門也要綜合多媒體信息技術和互聯(lián)網(wǎng)技術，為農(nóng)民傳播及時、準確的氣象災害預警信息，當?shù)剜l(xiāng)鎮(zhèn)部門要定期與農(nóng)戶展開技術交流和氣象預防的相關措施，密切配合，為災害預防奠定有力基礎。部門可統(tǒng)計出當?shù)嘏鋫湟苿与娮釉O備的農(nóng)民名單，并建立好群或資料庫，將平時氣象監(jiān)測系統(tǒng)計算出的氣象狀況和突發(fā)性氣象改變信息準確及時發(fā)送到農(nóng)民手里。

3.2、設立完整的災害天氣預測系統(tǒng)

在進行農(nóng)業(yè)災害預報時，最關鍵的步驟之一就是對災害天氣進行預測，利用高精準的氣象災害預測提升減災防災的高效性。因此應當建立完善的預警機制，根據(jù)農(nóng)業(yè)情況制定針對性的預警體系，結合實際生產(chǎn)特點有效開展防汛、防干旱、防冰雹、防低溫等相關預防措施。提升預警工作的精準性、及時性、有效性、科學性。氣象工作人員可根據(jù)不同氣象災害的不同影響程度，分類劃分農(nóng)業(yè)氣象災害服務產(chǎn)品，針對不同的天氣狀況確定不同的產(chǎn)品服務，實現(xiàn)針對性、專業(yè)性的氣象災害預警、監(jiān)測。

4、基于多旋翼無人飛行器的氣象觀測和探測關鍵技術

4.1、無人飛行器平臺改裝

采用小型多旋翼無人飛行器進行氣象觀測、探測和作業(yè)具有一系列的優(yōu)勢，但也存在著續(xù)航能力差、負載較小、抗風和雨雪性能弱等問題，需要對飛行器平臺進行必要的改裝，開展無人飛行器結構、動力、電源、飛行導航模式、數(shù)據(jù)傳輸機制等方面技術的研究，實現(xiàn)氣象觀測、探測和作業(yè)特殊要求無人飛行器平臺。

4.2、氣象載荷技術

無人飛行器平臺上的氣象探測載荷具有體積小、重量輕、功耗低、可靠性高、測量精度高等特點，目前常規(guī)搭載的溫度、濕度、氣壓等載荷均可實現(xiàn)小型化、微型化，測風載荷目前還是一個點，需要下大力氣進行攻關。此外視覺和熱成像相機、氣象雷達、合成孔徑雷達、多譜線成分掃描器等多光譜、多角度和多參數(shù)的探測設備都需要進一步完善功能，進行適合平臺化的改造，開發(fā)相應的反演氣象要素算法與軟件。

2.3、應用場景與數(shù)據(jù)的解釋應用研究

當前無人飛行器開展氣象觀測和探測主要還是應用在大氣科學研究中，尚未投入實際應用，應用場景不明與數(shù)據(jù)解釋應用研究滯后是其中一個重要原因。需要開展飛行器探測的應用場景研究，根據(jù)具體的探測對象，建立飛行器氣象探測的標準飛行方法與程序，形成常態(tài)化的探測能力；對飛行器探測數(shù)據(jù)在大氣成分分析、邊界層觀測、局地氣象預報等方面的保障應用，開展持續(xù)而深入的研究，提高飛行器數(shù)據(jù)的應用價值。

結束語

氣象系統(tǒng)的復雜性、不可預測性，要求必須綜合采用多種觀測手段來全面獲取氣象信息。使用多旋翼無人飛行器平臺開展氣象觀測和探測能夠作為衛(wèi)星遙感、無線電探空儀、飛艇、氣象高塔以及載人氣象飛機觀測的有益補充，進一步增強氣象海洋信息獲取能力，為后續(xù)的氣象信息應用提供數(shù)據(jù)支撐。

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（作者單位：德州市氣象局）