氣象要素對植保無人機飛行作業的影響分析

梅玲

摘要 隨著我國農業的快速發展，在工業生產中逐漸引入高科技設備。在防治病蟲害的過程中，引入植保無人機進行飛行作業。就氣象要素風、氣溫、降水、能見度、雷電和低云對植保無人機飛行作業的影響進行了分析，希望可以為相關的工作人員提供一定的參考。

關鍵詞 氣象要素;植保無人機;影響

中圖分類號：V279.2 文獻標識碼：B 文章編號：2095–3305（2021）04–0031–02

新疆昌吉主要種植棉花和冬小麥，為夯實穩產基礎，引進了植保無人機，用以增強對病蟲害的抗病力，加快推進小麥和棉花的標準化生產。雖然植保無人機取得了顯著的成就，但是不可控因素太多。分析氣象因素對植保無人機作業的影響，并做好植保無人機的完善工作，以提高植保無人機作業的質量和效率。

1 氣象要素概述

氣象要素是指可以展現基本氣象狀態的物理量和天氣現象，本文對一些主要氣象要素做簡要概述。氣溫是通過空氣分子運動的平均動能所表示的一種冷熱程度的物理量;濕度是指空氣中水汽的含量或潮濕的程度;風向風速是用來表示空氣相對于地面所進行的運動;云是懸浮在空氣中的大量水滴和冰晶組成的可見聚合體。在進行天氣觀測時，往往會衡量云的形狀、高度和云量;常見的降水現象有雨雪，冰雹等，主要指云中降落的液態水和固態水;氣象能見度是指視力正常的人，在一定的天氣條件下，能夠從天空背景中看到和辨認出目標物（黑色、大小適度）的最大水平距離，氣象能見度是氣象要素觀測中的基本項目之一。

植保無人機的飛行作業很大程度上受到氣象要素的限制。隨著氣象要素的變化，對植保無人機飛行作業的影響也有所不同。

2 植保無人機飛行分析

近年來，無人機在多個領域得到了廣泛的應用。如植保無人機服務于農業的發展。植保無人機相較于傳統的機械操作具有幾大特點：更高效、具有安全保障，對蟲害的防范效果較好，以及投入成本較低。無人機具有較高的噴灑效率，比人工噴灑農藥的效率高出幾十倍，可以有效地提高作業效率。同時，通過遙控器遠程操控植保無人機噴灑農藥，有效地避免了現場工作人員對農作物中毒的情況，提高了噴灑作業的安全性。

3 氣象要素對植保無人機飛行作業的影響

植保無人機在大氣層中飛行，氣象因素的影響舉足輕重。天氣是限制飛行的主要因素，與無人機的安全息息相關[1]。事先了解天氣狀況、氣候條件以及空中能見度等情況具有重要意義。掌握無人機運行過程中所需的各種設備和環境參數（包括飛行高度和航程）并準確預測其可能發生危險的程度及危害范圍，將有利于飛行作業的開展。氣象因素對植保無人機作業的影響是不可避免的，要事先通過天氣預報，了解天氣情況，以便做出相應的工作計劃。通過有效的措施來降低氣象要素對植保無人機飛行作業的影響。

3.1 風的影響

在所有氣象因素中，風對植保無人機作業效果的影響最大。較大的風會使水滴漂移。如果風速超過3 m/s，則不適合使用植保無人機進行噴灑作業。野外試驗發現，在風速2 m/s、植保無人機飛行高度1.5 m的條件下，作業噴霧幅度的偏移量可以達到噴霧幅度的一半以上。植保無人機的風阻與其最大平飛速度有關。理論上，植保無人機可以在不超過最大平飛速度的風級下飛行。然而，在植保過程中，3級以上的風會引起藥物漂移[2]。風力大于4級的天氣應暫停作業，嚴禁風力大于6級的天氣作業，否則可能發生安全事故。因此，建議在有風的情況下，根據風力大小來確定是否作業和作業高度。首先，遇到強風切變天氣時，飛行管制員應隨時關注植保無人機的地面速度和偏航情況，及時修正航路，計算航行時間，確保植保無人機往返平穩。其次，根據風向改變航路，避免植保無人機在側風切變條件下飛行，確保飛行安全。

3.2 氣溫的影響

一般情況下，植保無人機的電池工作溫度為20℃～30℃，較大的溫差不利于植保無人機電池正常工作。溫度過低會使電池損失大量的能量，嚴重時會造成電池的損壞。而溫度較高則會造成植保無人機在噴灑農作物時加快藥物蒸發速率，產生上升氣流無法實現對農作物噴灑藥物的預期效果。通常植保無人機在白天作業，容易遇到溫度不合適的情況，這就需要密切關注氣象預報，選擇合適的天氣進行作業[3]。

3.3 降水的影響

由于植保無人機的諸多部件在遇水時會發生老化，雨天不建議植保無人機開展作業。植保機不適宜在雨、雪、冰雹天氣飛行。準備起飛時，哪怕只有零星的小雨點，也不要冒險起飛，在出行前可以查看天氣預報中的降水概率和降水強度。同時，遇到降雨會使已施的藥劑受到沖刷而流失，不僅降低了藥效，而且還污染了江河水域。一般藥劑對雨水的抗沖刷力不強，尤其是粉劑和非內吸劑。

3.4 能見度的影響

能見度對于植保無人機在起飛和降落時的影響很大，尤其是在飛機降落時，直接影響操作員在決斷高度之前能否目視跑道。畢竟操作員看不見跑道，僅僅依靠盲降引導操作飛機降落是極其危險的。低空云中飛行時，能見度差，影響對障礙物的觀察，也是十分危險的。每年都會出現因為惡劣能見度導致大量的植保無人機作業效率低下，事故頻發。植保無人機飛行時要求能見度大于1 km。

3.5 雷電的影響

在雷電天氣，無論是植保無人機還是相關設備都有可能會引雷，有潛在危險。雷電既可能使無人機遭雷擊，又能使無線電通信和電子設備受到干擾，雷電可能同時還伴有冰雹、閃電、龍卷等強天氣，嚴重影響著植保無人機設備。為了保障安全，不建議雷電天氣條件下植保無人機工作。2018年7月，湖南省益陽市郝山區，植保無人機在工作時，受到雷電的干擾，險些出現無人機傷人事故。

3.6 低云的影響

低云對植保無人機飛行的影響主要來源于伴隨低云的強天氣。其中，積雨云和濃積云對植保無人機影響最大。植保無人機的上升階段離地面非常近。一旦出現強風切變、側風和強下沉氣流，飛機就會發生失速和降落，響應時間很短。

4 結語

綜上所述，植保無人機在進行工作時需要密切關注氣象要素的變化及氣象預報和預測情況，做好飛行作業計劃安排，一旦氣象條件不允許時，要禁止植保無人機開展飛行作業，或對已經開始飛行作業的植保無人機采取立即回收[4]。值得注意的是，植保無人機需要專業的人員進行操作，需要對無人機的操控人員加強培訓，使其熟練地掌握每一個操作技巧，具備面對氣象變化的應變能力。這樣才會降低氣象要素對植保無人機帶來的威脅，更加有利于農業的發展。

參考文獻

[1] 陳婷，楊泓，李亞玲.氣象要素對多旋翼無人機飛行的影響[J].中國設備工程， 2018（1）：170-171.

[2] 林正平，洪峰，劉鶴，等.淺析影響植保無人機作業效果的主要因素[J].中國植保導刊，2019，39（4）：70-72，85.

[3] 新農.影響植保無人機作業的環境因素[J].農業裝備技術，2018，44（4）：50.

[4] 屠先志.影響植保無人機作業的環境因素[J].農業開發與裝備，2019（1）：144..

責任編輯：黃艷飛