5月13日,第二次青藏高原综合科学考察研究(简称“第二次青藏科考”)启动了一项名为“无人驾驶垂直探测平台”的野外试验,地点选在青海省海西蒙古族藏族自治州。这是我国首次在青藏高原北部进行此类试验。
此次试验属于第二次青藏科考中的“西风—季风协同作用及其影响”课题,目标在于揭示青藏高原西风—季风的变化规律、驱动机制及其对“亚洲水塔”环境效应与极端天气气候事件的影响。试验将一直持续到19日,旨在为青藏高原的生态环境保护、生态安全屏障体系优化、灾害风险防范和经济社会发展规划提供科学依据。
青藏高原作为全球气候变化最敏感的区域之一,环境条件恶劣,垂直探测站点较少,是我国大气垂直探测较为薄弱的地区。目前,高原气象垂直探测主要依赖于每日8时和20时的有限时段探空站数据,难以获取高原数值模式预报敏感区及对流发展旺盛时段的连续探测数据。探测平台由中国气象科学研究院牵头,联合多家单位共同研发,能在高原恶劣条件下实现24小时连续大气垂直结构观测,精准捕捉灾害性天气。
试验在青海格尔木和茫崖一带展开,两地北部为阿尔金山脉和祁连山脉,中部是柴达木盆地,南部则是昆仑山脉,平均海拔3000米。区域内分布着大面积的雅丹、丹霞、沙漠、戈壁地貌,还有察尔汗盐湖、茶卡盐湖、柯柯盐湖等盐湖。当地昼夜温差大,极端气候多,野外“无人区”面积广阔。
试验期间,两辆无人驾驶车分别从相距约600公里的格尔木和茫崖出发,相向而行,最终会合后继续前往目的地。探测平台装备了微波辐射计、毫米波测云仪等设备,可以全天候观测大气三维垂直结构,实时获取大气温度、相对湿度、水汽密度剖面及液态水剖面等数据。探测平台获取的数据将与格尔木和茫崖高空探空站当日观测的数据进行对比,完成质量控制试验。
第二次青藏科考任务一负责人、中国工程院院士徐祥德指出,无人驾驶垂直探测是一种创新的探空手段,试验中无人驾驶车运行稳定,探测平台能够全天候实时采集数据并上传,表明试验取得成功。这不仅验证了无人驾驶垂直探测的可行性和可靠性,还能实现在高原无人区、沙漠区以及城市偏远地区的垂直监测,解决对流活跃期大气垂直结构信号获取的问题。这项技术对于开展长期大气垂直综合观测、推动地-空-天一体化组网试验提供了重要支持,并对提升垂直探测数据模式同化及数值预报能力具有重要意义。
下一步,试验团队将继续推进青藏高原地区的大气垂直结构常态化全天候探测系统试验,收集高时空分辨率的垂直探测数据,并将其同化进数值预报模式中,以进一步提升灾害性天气预报系统的水平。
(本文由《中国气象报》出品,作者:吴鹏 张胜军)