近日，第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究在西藏魯朗地區(qū)成功開展“極目一號”浮空艇（以下簡稱“極目一號”）大氣觀測試驗(yàn)。此次試驗(yàn)中，“極目一號”共搭載16臺、總重量約200公斤的科學(xué)載荷，成功升空至海拔5500米高度，通過多載荷協(xié)同觀測，實(shí)現(xiàn)了浮空艇從單點(diǎn)采樣到立體監(jiān)測的技術(shù)跨越。

“極目一號”浮空艇在升空。新華社記者 金立旺攝

　　青藏高原作為“亞洲水塔”和全球氣候變化的敏感區(qū)，其環(huán)境動態(tài)監(jiān)測對區(qū)域可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。此次試驗(yàn)精準(zhǔn)獲取了大氣組分、污染物分布、云三維微物理參數(shù)等關(guān)鍵科學(xué)數(shù)據(jù)，載荷種類多、測試數(shù)據(jù)豐富，將為青藏高原研究提供核心數(shù)據(jù)支撐，助力深度解析高原氣候環(huán)境變化規(guī)律，為“亞洲水塔”及全球氣候變化敏感區(qū)的動態(tài)監(jiān)測與可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)，為揭示高原生態(tài)系統(tǒng)奧秘提供全新視角。

　　“此次試驗(yàn)聚焦高原復(fù)雜環(huán)境，浮空艇成功克服多重嚴(yán)苛限制，不僅要應(yīng)對高原局地突發(fā)的強(qiáng)對流天氣，規(guī)避氣流紊亂對艇體穩(wěn)定性的沖擊，還需耐受高空零度以下的低溫環(huán)境。”中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院（以下簡稱“空天院”）正高級工程師張?zhí)┤A介紹，截至9月19日，“極目一號”累計完成30次升空飛行驗(yàn)證，覆蓋不同高度層與氣象條件，為后續(xù)技術(shù)優(yōu)化提供了大量實(shí)測依據(jù)。

　　近年來，極端降雨事件頻發(fā)，如何準(zhǔn)確預(yù)報降雨地點(diǎn)和降雨量成為公眾關(guān)心的熱點(diǎn)問題。“相比其他區(qū)域，高原上云的生命周期更短，生長和消散過程更快，通過探測云底、云中和云頂微物理特性的分布，以及在不同生命階段云的特征，獲得的數(shù)據(jù)可用于改進(jìn)現(xiàn)有天氣預(yù)報模式中的參數(shù)化方案，這對于解決降雨地點(diǎn)和降雨量精準(zhǔn)預(yù)報具有重要意義。”空天院副研究員尚華哲表示。

　　此次實(shí)驗(yàn)中，空天院云遙感研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新設(shè)計多套觀測方案，特別是在云頂和云底實(shí)施的“心電圖式”飛行模式，顯著提升了云與氣溶膠耦合過程的探測精度，成功獲取云粒子譜、云相態(tài)、云內(nèi)三維電場等關(guān)鍵科學(xué)數(shù)據(jù)，為后續(xù)深入解析高原云降水物理過程、提升區(qū)域氣候模式模擬能力提供了堅實(shí)的數(shù)據(jù)支撐。

　　浮空器是一種利用內(nèi)部充填密度低于空氣的氣體（通常為氦氣）而產(chǎn)生浮力的航空器。浮空艇是浮空器的重要類別，憑借駐空時間長、覆蓋范圍廣、部署靈活、載重能力強(qiáng)以及操控成本低等顯著優(yōu)勢，在很多應(yīng)用場景中具備其他航空器不可比擬的競爭力。

　　作為我國高原浮空觀測領(lǐng)域的關(guān)鍵裝備，“極目一號”具備大載重能力、超長續(xù)航時長、強(qiáng)抗干擾性能及對復(fù)雜環(huán)境的高適應(yīng)性等核心優(yōu)勢。自2017年起，浮空艇已在青藏高原的魯朗、納木錯、珠峰、雙湖、可可西里、塔什庫爾干等核心區(qū)域先后開展系統(tǒng)性科學(xué)觀測，并于2022年升空至海拔9050米，突破同類型浮空艇升空觀測高度的世界紀(jì)錄，成為體現(xiàn)我國浮空觀測領(lǐng)域自主創(chuàng)新水平的標(biāo)桿產(chǎn)品。

　　“浮空器也是臨近空間開發(fā)的核心平臺，其技術(shù)突破將直接推動相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈升級。空天院在該領(lǐng)域已構(gòu)建完整自主知識產(chǎn)權(quán)體系，多項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)達(dá)國際領(lǐng)先水平。”空天院研究員蔡榕表示，目前空天院已構(gòu)建起“小型—中型—大型—超大型”全規(guī)格產(chǎn)品矩陣，形成了極具競爭力的系列化產(chǎn)品譜系，在科學(xué)觀測、應(yīng)急通信、草原生態(tài)、海洋中繼通信、對地觀測及安全防控等場景成功應(yīng)用，成為服務(wù)國計民生的重要技術(shù)支撐。