气象服务在低空经济中的应用
摘要
关键词
低空经济;气象服务;通用航空
正文
一、 概述
近年来,随着新一轮科技革命和产业变革的加速推进,我国低空空域管理改革取得积极进展,低空经济正日益成为推动经济高质量发展的新动能。低空经济以3000米以下空域为主要运行空间,涵盖通用航空、无人机物流、低空旅游、空中应急等多种业务形态。相比传统民航运输,其活动频繁、运行分散、天气敏感性强,因此对气象信息的时效性、精度和专业性提出了更高要求。气象服务不仅关系到飞行安全,更直接影响飞行效率与产业成本,是低空经济可持续发展的基础保障力量。低空空域气象条件复杂多变,受地形、气温、湿度和风场等影响,局地突发性强,如雷暴、低云、强风、雾霾、积冰等现象频繁发生,极易引发飞行事故。特别是在通用航空和无人机飞行中,飞行高度低、抗风能力差,对气象变化的敏感性远超商用航空。高分辨率、短时间尺度的气象预报成为保障飞行安全的首要条件。低空经济不同于定期航班,其运行具有即时性与灵活性,需要在较短时间内完成任务规划与执行。准确的气象信息有助于优化飞行路线,规避不利天气,提升任务完成效率。当前已初步建立雷达观测、无人自动气象站、卫星遥感、风廓线雷达、探空系统等多维气象观测体系,具备实时感知低空天气的能力。短临预报、数值模式(如GRAPES)和AI气象模型也逐渐应用于低空气象场模拟。
二、气象服务在低空经济中的应用对策
(一)构建一体化气象信息平台,提升数据融合与实时感知能力
低空空域内天气变化迅速且复杂,传统的地面观测系统难以全面覆盖这一动态区域。因此,构建统一的一体化气象信息平台,是提升低空气象服务质量的基础工程。该平台应实现“空—天—地”多源气象数据的高效融合,包括自动气象站、风廓线雷达、激光雷达、微波辐射仪、气象无人机探空、卫星遥感等多类型观测手段。通过高密度布点与垂直剖面观测,形成对地面至3000米空域的三维实时气象感知网络。同时,平台应部署边缘计算节点与高性能云服务器,实现对大规模气象数据的并行处理、自动校验与动态更新。在数据集成方面,应推动各级气象、民航、军方空管等部门之间的数据互联互通,消除系统壁垒与重复建设,实现统一的数据接口和传输协议。平台还应面向飞行运营商、通航机场、无人机企业等用户开放标准化API,提供可嵌入飞行调度系统的实时天气模块,支持“图形化+可视化+推送式”的多终端服务。最终目标是打造具备秒级更新、米级分辨率、模块化输出能力的综合性气象服务平台,为飞行计划制定、空域配置、实时避险等任务提供精准支撑。
(二)加强微尺度建模与AI短临预报能力,提升突发天气预警精准度
低空飞行活动主要集中在对流层底部的近地层区域,极易受到小尺度、突发性天气系统的影响,如雷阵雨、低空风切变、强对流、局地积云发展等。这类天气现象通常具有空间尺度小、持续时间短、发展迅速等特点,传统小时级、公里级的数值天气预报难以及时捕捉。因此,提升微尺度气象建模与短时临近预报(简称“短临预报”)能力,是保障低空飞行安全的关键。应以高分辨率数值预报系统为基础,结合风廓线雷达、激光雷达、无人机探空数据,构建50–500米网格精度的微尺度气象模型,实时模拟城市热岛效应、峡谷风、建筑扰动流场等对飞行影响显著的局地气象条件。同时,应积极引入人工智能技术,利用卷积神经网络(CNN)、循环神经网络(RNN)、图神经网络(GNN)等算法,对雷达拼图、云图序列和历史观测数据进行训练,构建分钟级、区域化的AI预报模型。此外,还可部署嵌入式智能终端于飞行器上,实现边飞行边感知边反馈,形成“飞行-探测-预测-更新”的闭环机制。通过这些手段,有望将当前低空突发天气预警的时效由30分钟提升至10分钟以内,空间精度控制在1公里甚至更小范围内,大幅提升应对强对流、风切变等灾害性天气的能力。例如,沿海城市可重点开展海陆风交汇下的飞行影响研究;山区地区可重点布局峡谷风监测系统,探索地形扰动建模。鼓励气象科技企业开展低空专属气象APP、轻量级平台软件与机载传感器集成产品研发,为不同层级用户(飞手、调度员、监管员)提供可视化、语音化、预警型的定制气象服务。此外,还应设立气象数据交易机制,允许企业基于政府开放数据开展商业开发,在规范监管下形成市场驱动。低空气象服务的提升不仅是技术工程,更是治理体系的系统升级。要以数据为核心、以技术为手段、以平台为支撑、以制度为保障,构建“天地一体、军民融合、开放共享、智能感知”的低空气象服务新格局。如此,方可为低空经济这片新蓝海筑牢“看不见的天空基础设施”。
(三)立足区域资源优势,打造浙江省低空气象服务示范工程
浙江省地形多样、气候复杂,兼具沿海台风频发、内陆山区对流强烈等典型低空天气特征,是低空气象服务体系建设的重要试验地。近年来,浙江省气象服务中心在城市精细化气象、突发事件应急保障、海洋气象服务等方面积累了扎实基础,具备开展低空气象服务区域示范的良好条件。因此,建议依托浙江省气象服务中心,建设“浙江省低空气象服务示范工程”,以服务低空经济为导向,构建可复制、可推广的气象支撑模式。一方面,可围绕杭州、宁波、嘉兴等低空经济发展活跃区域,开展局地气象要素精细观测与建模,特别是在城市群高层建筑区、沿海机场、山区通航点部署定制化观测装备,如车载激光雷达、机载微气象传感器、便携式探空系统等,实现“空—地—海”立体感知。另一方面,依托中心在智慧气象平台建设中的经验,开发“低空飞行气象服务终端”,将短临预报、突发预警、飞行窗口推送、动态避险建议等功能集成于统一平台,面向通航企业、无人机运营商提供智能化、一体化服务。此外,浙江还具备较为完善的产业协同基础,建议联合省内科研机构、高校及无人机制造企业,共建“低空气象实验走廊”,通过典型飞行任务验证气象模型精度,形成“观测—建模—飞行—反馈”闭环。项目建设过程应同步推进标准制定和数据开放机制,为全国其他沿海省份低空气象服务体系建设提供样板经验。通过此类区域示范,不仅能提升浙江气象现代化服务水平,也将为全国低空经济提供坚实的技术支撑与服务范式。
三、结论
低空经济是未来国民经济的新引擎,其安全、高效运行离不开精准、高质量的气象服务。当前,我国低空气象服务已取得积极进展,但仍面临数据不足、机制不畅、融合不深等挑战。未来需从技术创新、体制协同与标准建设三方面发力,打造一套智能、开放、灵活的低空气象服务体系,为浙江省低空经济注入源源不断的发展动力。正如“无风不起飞”,低空气象服务将在低空经济这架“新飞行器”中扮演不可或缺的“导航仪”角色。
参考文献:
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