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台风中心|别人唯恐避之不及 这艘小艇却偏要钻到台风中心看看

台风中心|别人唯恐避之不及 这艘小艇却偏要钻到台风中心看看
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图为海洋气象观测者-3(MWO-3)半潜式太阳能气象探测无人艇 受访者供图
遇到强台风 ， 人人都唯恐避之不及 。 但是要获取观测数据 ， 就必须接近台风 。 近日 ， 我国研发的海洋气象观测者-3（MWO-3）半潜式太阳能气象探测无人艇迎风而上 ， 成功穿过今年第3号台风森拉克中心 ， 获取了台风发展过程中高时间分辨率的洋面气象及海洋要素数据 。 据介绍 ， 这也是国际上首次利用太阳能无人艇主动探测台风中心 。
也许有人会问：我们发射了那么多气象卫星 ， 地面还有不少气象雷达 ， 为什么还要用无人艇来探测台风？这艘乘风破浪的无人艇具备哪些优越的性能？在狂风暴雨中穿过台风中心 ， 无人艇收集到了哪些数据？为此 ， 采访人员采访了相关专家 ， 就这些问题一一作出解释 。
看清台风内部可大幅提高观测精度
据了解 ， 在陆地或岛屿上的天气雷达能够探测周围200公里以内的台风降水和风场 ， 对于监视近岸台风活动能够起到很好的助力 。 但雷达探测不到海上远处的台风 ， 也无法测量一些全面反映台风特征的要素 ， 比如中心气压、最大风速和台风处海面水温等 。 为了提升台风预报精细化水平 ， 需要对台风位置、强度等进行准确分析 ， 气象观测人员需要派出哨兵到更远处监测 。
相比雷达而言 ， 卫星站得高看得广 ， 相应地监测范围也就更大 。 目前 ， 卫星云图已经可以帮助气象观测人员看到全部台风和热带风暴 ， 进而对其进行定位、定强 。 但同时 ， 也正因为卫星的观测位置太高 ， 观测结果的清晰度有时难以保障 ， 尤其当台风上部被厚厚的卷云覆盖时 ， 用卫星云图给台风定位、定强的难度也会大大增加 ， 如果不能准确知道台风中心位置 ， 气象观测数值模式也无法准确描述台风涡旋结构 ， 观测人员就难以准确地跟踪和预报台风路径和强度的变化 ， 就会造成预报误差偏大 。
卫星观测作为一种遥感技术 ， 事实上不能直接测得我们气象预报和研究所需要的精准参数 ， 比如台风内部的气压、温度和气流分布等 。 无人艇项目首席科学家、中国科学院大气物理研究所研究员陈洪滨告诉科技日报采访人员 。
台风中心气压直接决定台风强度和台风的极大风速 ， 一般来说 ， 台风中心气压愈低 ， 在台风范围内气压梯度越大 ， 风也就越猛烈；如果能够获得台风内部风力、温度场和湿度场等各项探测数据 ， 就可以大大提高数值预报的精度 。 因此 ， 直接探测台风中心的海面气压、风场等要素 ， 对台风准确预报预警至关重要 。
当前 ， 有一些台风监测和预报机构利用有人和无人驾驶飞机 ， 飞到台风某些部位上空 ， 下投带降落伞的气象探空仪 ， 测得的温度、气压、湿度、风速和风向廓线资料等 ， 显著提高了台风路径预报的精度 。
专家告诉采访人员 ， 对台风演变规律的研究和数值预报精度的提高 ， 需要卫星遥感、岸基雷达、飞机和海面监测装置的立体全面探测 。 以往在海面实地监测台风 ， 都是使用浮标 ， 如今无人艇的加入为台风监测提供了更大助力 。 在这次海上观测试验中 ， MWO-3为中国气象局提供了时间分辨率高达1分钟的实时观测数据 ， 并对台风过境时海面各要素的详细变化过程进行了监测 。 在航行观测过程中 ， 无人艇能够机动应变 ， 获取最优位置的实时观测数据 ， 相比传统的海洋浮标观测 ， 具有独特的优势 。
特殊结构设计造就风浪中的不倒翁
据专家介绍 ， 想要经得住台风中大风大浪的考验 ， 无人艇的随浪性要好 ， 或者说自扶正能力要强 ， 这样才不至于在风浪中翻船 。
MWO系列半潜式太阳能气象探测无人艇采用双体筒来保证稳定性 ， 也就是在甲板下联接两个同型体的浮筒 ， 可在水面上提供更大浮力 。 除此之外 ， 这种设计还赋予了无人艇半潜功能 ， 即当风大浪高时 ， 无人艇可以自动或远程控制浮筒的进水量 ， 从而使整个艇体和支架部分沉入水中 。 由于重心下降 ， 整个系统的稳定性有了明显增强 ， 很难出现倾翻的现象 。 此外 ， 虽然舰体沉入水中但是气象传感器却可以浮在水面之上 ， 仍然可以正常工作 ， 传感器上的北斗卫星天线也可以接收指令和发出数据 。 这种功能设计是MWO系列半潜式太阳能气象探测无人艇的一大亮点 。


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