無人機(jī)氣象災(zāi)害應(yīng)急平臺的設(shè)計

康銳

摘要：氣象災(zāi)害防御一直以來都是開展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工作的重點關(guān)注內(nèi)容。隨著科技的進(jìn)步，關(guān)于氣象服務(wù)災(zāi)害防御體系的建設(shè)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(zāi)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(guān)鍵詞：無人機(jī)；氣象災(zāi)害；應(yīng)急平臺

中圖分類號：S342 文獻(xiàn)標(biāo)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(zāi)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(wù)項目，這說明天氣預(yù)報在農(nóng)業(yè)防災(zāi)減災(zāi)中具有非常積極的作用，以天氣預(yù)報為依據(jù)，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行合理分配，可以避免很多不必要的損失，本文對其進(jìn)行具體研究。

1、氣象災(zāi)害預(yù)報預(yù)警應(yīng)急工作的必要性

我國地大物博，幅員遼闊，同時也是氣象災(zāi)害發(fā)生頻率最高的國家之一。在我國，氣象災(zāi)害的類型層出不窮，發(fā)生率非常高，不僅會造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，還會帶來人員傷亡。常見的極端天氣有臺風(fēng)、雷電、暴雨、干旱、大風(fēng)、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(zāi)難。在全球變暖的情況下，各種氣象災(zāi)害的發(fā)生頻率更高，也更加致命，比如，泥石流、洪水等嚴(yán)重的災(zāi)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(qiáng)對氣象災(zāi)害預(yù)報預(yù)警應(yīng)急工作很有必要。氣象災(zāi)害預(yù)報預(yù)警主要是對不同類型的氣象進(jìn)行記錄與觀測，將所觀測到的數(shù)據(jù)及時進(jìn)行專業(yè)的處理與分析，對氣象災(zāi)害進(jìn)行合理預(yù)測。通過科學(xué)有效的預(yù)測可以掌握各類氣象災(zāi)害發(fā)生的可能性，然后再通過有效的方式進(jìn)行預(yù)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(yīng)對措施。預(yù)報的渠道有電視、廣播、報紙、氣象網(wǎng)站、手機(jī)短信、12121電話、電子屏幕等。公眾通過氣象預(yù)報就能夠采取相應(yīng)的應(yīng)急對策，降低氣象災(zāi)害帶來的危害程度。目前，氣象災(zāi)害預(yù)警預(yù)報應(yīng)急工作還存在一定的問題，這樣就會導(dǎo)致預(yù)報預(yù)警的精確度下降，在制定應(yīng)急對策時缺乏針對性，因此，要提高氣象災(zāi)害預(yù)報預(yù)警應(yīng)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(zāi)害應(yīng)急管理機(jī)制帶來的啟發(fā)

建立完善的法律法規(guī)與應(yīng)急管理預(yù)案：保證氣象災(zāi)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(yīng)急管理方案可以自預(yù)防階段、事件發(fā)展中、事件發(fā)展后等各個層次明確任務(wù)、合理分配資源，保證應(yīng)急管理方案具有較強(qiáng)的實用性與針對性。突出預(yù)防工作的重要性：在過去較長時期內(nèi)，大多發(fā)達(dá)國家將氣象災(zāi)害管理分為：預(yù)防、準(zhǔn)備、面對、重建等幾個環(huán)節(jié)，當(dāng)前預(yù)防成為各個發(fā)達(dá)國家關(guān)注的重點，及時采取預(yù)防措施解決易導(dǎo)致發(fā)生氣象災(zāi)害的問題，杜絕發(fā)生各種氣象災(zāi)害，是減少經(jīng)濟(jì)損失的最好辦法。各部門相互支持相互配合：氣象災(zāi)害應(yīng)急管理機(jī)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(yīng)急協(xié)調(diào)機(jī)制是做好應(yīng)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(lǐng)域、不同地區(qū)的有序運行。

3、加強(qiáng)氣象服務(wù)災(zāi)害防御體系的有效措施

3.1、建立完善的氣象服務(wù)機(jī)制

氣象服務(wù)災(zāi)害防御體系的建設(shè)，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(jìn)的科學(xué)水平和氣象監(jiān)測系統(tǒng)，提升對氣象災(zāi)害的預(yù)警能力和防御價值探索力度，針對各類氣象災(zāi)害制定完整的解決方案。對于季節(jié)性災(zāi)害，可以把農(nóng)作物的生長習(xí)性作為出發(fā)點，提前做好應(yīng)對準(zhǔn)備，有針對性地錯開氣象災(zāi)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(shù)，促進(jìn)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(yīng)廣泛鼓勵農(nóng)戶的參與和配合，這樣才能發(fā)揮出災(zāi)害防御機(jī)制的優(yōu)勢。氣象部門要擴(kuò)大宣傳渠道，增加災(zāi)害防御體系建設(shè)的受眾面，與農(nóng)戶建立良好、長期的互動交流關(guān)系?？稍黾优c農(nóng)業(yè)息息相關(guān)的氣象項目，以農(nóng)民為本，保持與時俱進(jìn)的觀念，推行高科技。向農(nóng)民普及氣象知識，加大預(yù)警效果。信息部門也要綜合多媒體信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，為農(nóng)民傳播及時、準(zhǔn)確的氣象災(zāi)害預(yù)警信息，當(dāng)?shù)剜l(xiāng)鎮(zhèn)部門要定期與農(nóng)戶展開技術(shù)交流和氣象預(yù)防的相關(guān)措施，密切配合，為災(zāi)害預(yù)防奠定有力基礎(chǔ)。部門可統(tǒng)計出當(dāng)?shù)嘏鋫湟苿与娮釉O(shè)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(zhǔn)確及時發(fā)送到農(nóng)民手里。

3.2、設(shè)立完整的災(zāi)害天氣預(yù)測系統(tǒng)

在進(jìn)行農(nóng)業(yè)災(zāi)害預(yù)報時，最關(guān)鍵的步驟之一就是對災(zāi)害天氣進(jìn)行預(yù)測，利用高精準(zhǔn)的氣象災(zāi)害預(yù)測提升減災(zāi)防災(zāi)的高效性。因此應(yīng)當(dāng)建立完善的預(yù)警機(jī)制，根據(jù)農(nóng)業(yè)情況制定針對性的預(yù)警體系，結(jié)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(guān)預(yù)防措施。提升預(yù)警工作的精準(zhǔn)性、及時性、有效性、科學(xué)性。氣象工作人員可根據(jù)不同氣象災(zāi)害的不同影響程度，分類劃分農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害服務(wù)產(chǎn)品，針對不同的天氣狀況確定不同的產(chǎn)品服務(wù)，實現(xiàn)針對性、專業(yè)性的氣象災(zāi)害預(yù)警、監(jiān)測。

4、基于多旋翼無人飛行器的氣象觀測和探測關(guān)鍵技術(shù)

4.1、無人飛行器平臺改裝

采用小型多旋翼無人飛行器進(jìn)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(fù)載較小、抗風(fēng)和雨雪性能弱等問題，需要對飛行器平臺進(jìn)行必要的改裝，開展無人飛行器結(jié)構(gòu)、動力、電源、飛行導(dǎo)航模式、數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制等方面技術(shù)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(shù)

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(fēng)載荷目前還是一個點，需要下大力氣進(jìn)行攻關(guān)。此外視覺和熱成像相機(jī)、氣象雷達(dá)、合成孔徑雷達(dá)、多譜線成分掃描器等多光譜、多角度和多參數(shù)的探測設(shè)備都需要進(jìn)一步完善功能，進(jìn)行適合平臺化的改造，開發(fā)相應(yīng)的反演氣象要素算法與軟件。

2.3、應(yīng)用場景與數(shù)據(jù)的解釋應(yīng)用研究

當(dāng)前無人飛行器開展氣象觀測和探測主要還是應(yīng)用在大氣科學(xué)研究中，尚未投入實際應(yīng)用，應(yīng)用場景不明與數(shù)據(jù)解釋應(yīng)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(yīng)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(biāo)準(zhǔn)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(yù)報等方面的保障應(yīng)用，開展持續(xù)而深入的研究，提高飛行器數(shù)據(jù)的應(yīng)用價值。

結(jié)束語

氣象系統(tǒng)的復(fù)雜性、不可預(yù)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(jī)觀測的有益補(bǔ)充，進(jìn)一步增強(qiáng)氣象海洋信息獲取能力，為后續(xù)的氣象信息應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支撐。

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（作者單位：德州市氣象局）