黃梅天來了啊，這濕漉漉的空氣啊，讓人恨不得天天抱著除濕機過日子。

黃梅天的雨，說來就來，下下停停，帶傘也遭不住，回家衣服總是濕噠噠的。于是我們進入了一個永遠干不了衣服的死循環(huán)：洗衣服-晾衣服-淋濕-再洗。

據(jù)水利部長江水利委員會最新消息，隨著西太平洋副熱帶高壓北抬，雨帶也將逐漸北抬至長江中下游地區(qū)，從18日起，長江中下游地區(qū)自南向北進入梅雨期。

今年長江中下游入梅較常年同期略偏晚。據(jù)氣象部門預測，長江流域上游及干流沿江有兩次暴雨過程，并伴有短時強降水、雷暴大風等強對流天氣，烏江、湘江、鄱陽湖流域北部、長江中下游沿江地區(qū)有大到暴雨、局地大暴雨。

這邊也是再次提醒廣大UU們，長江沿線將全線入梅，要注意防霉、防雨、防潮，該洗該曬的速速解決。（Or有烘干機的當我沒說過）

黃梅天這樣的天氣不僅對地面上的我們造成了困擾，對天上的飛機來說，高濕條件下的雨霧天氣一直以來都是需要額外關注的。上次提到了固定翼飛機針對惡劣環(huán)境提高安全性的手段

但眾所周知，直升機的零部件可靠性是遠遠不如固定翼飛機的。伊朗前外長穆罕默德·賈瓦德·扎里夫也在失事之后第一時間譴責美國不顧國際法院的裁決，對伊朗實施飛機和飛機零部件的禁運措施。

伊朗前外長穆罕默德·賈瓦德·扎里夫

由此可見，只提高可靠性也不是萬能。那么還有什么方法呢？提高預警能力。

古時候是“明知山有虎，偏向虎山行”，以顯驍猛之姿。但時代變了啊，明知道局部區(qū)域氣象條件不好，我為什么不能繞開呢？畢竟“知彼知己，百戰(zhàn)不殆”，“能自保而全勝”才是兵家所謀大略也。因此提高預警能力無疑是另一種必要的解決方案。

我們就以對霧的監(jiān)測為例，現(xiàn)階段普遍的預警技術手段有：

01氣象衛(wèi)星

現(xiàn)代航空公司依賴全球氣象衛(wèi)星系統(tǒng)來監(jiān)測和預測天氣。這些衛(wèi)星可以實時捕捉地球表面的氣象狀況，包括云層分布、風速風向等。

我國早在二十世紀七十年代就開始發(fā)展我國的氣象衛(wèi)星，截至2023年8月已發(fā)射了21顆氣象衛(wèi)星，其中9顆在軌運行，分別實現(xiàn)了極軌衛(wèi)星和靜止衛(wèi)星的業(yè)務化運行，是繼美國、俄羅斯之后第三個同時擁有極軌氣象衛(wèi)星和靜止氣象衛(wèi)星的國家。

我國氣象衛(wèi)星在軌布局（2023）

但是！由于霧是小尺度局地現(xiàn)象，傳統(tǒng)的人工、燈塔、探空和飛機觀測的空間密度和觀測的時間分辨率都不高，即便是近年來利用空基衛(wèi)星遙感的低成本、高分辨率、監(jiān)測面廣等優(yōu)勢對大霧實施宏觀、連續(xù)、動態(tài)的監(jiān)測，目前要通過大霧在水汽云圖上呈現(xiàn)白亮的特點來準確區(qū)分云、霧還尚有困難。

風云靜止衛(wèi)星監(jiān)測到的成都區(qū)域大霧天氣的遙感云圖

02探空設備

氣象氣球作為探空設備的一種，具備不需要動力、廉價、便利等優(yōu)點。一般是用橡膠或塑料等材料制成球皮，充以氫、氦等比空氣輕的氣體。由于它相對載重量大、飛行時間長、攜帶儀器（探空儀）姿態(tài)穩(wěn)定，其升放過程受地域和氣候因素影響相對較小，所以獲取的觀測數(shù)據(jù)資料精度高、用時短，是氣象觀測中不可替代的重要工具之一。

氣球在充氣后升空，能夠上升到3萬米高空。在此過程中，附著在氣球上的無線電探空儀每隔一到兩秒將溫度、氣壓、濕度、風速和風向等數(shù)據(jù)傳回地面的跟蹤設備或衛(wèi)星。

在此基礎上中國氣象局自主研發(fā)的新型北斗智能探空系統(tǒng)創(chuàng)新性提出了內外兩個探空氣球嵌套的模式，開展“上升-平漂-下降”三段式探空觀測——即外氣球攜帶探空儀上升探測、外氣球爆炸后內氣球繼續(xù)攜帶探空儀在平流層平漂探測、平漂結束后由降落傘攜帶探空儀下降探測，三段探測均可獲取有效資料。

氣象氣球示意圖

但是！雖然氣象氣球可以在高空大氣觀測發(fā)揮巨大的作用，但在霧監(jiān)測方面卻存在明顯的不足。

首先就是空間分辨率不足，受限于氣球的活動軌跡，氣球在垂直方向上上升速度較快，水平移動范圍有限，無法提供大范圍、細致的地面水平層數(shù)據(jù)。而霧的形成和分布通常集中在地面附近，具有很強的水平層特性，氣象氣球在這一層面上的分辨率明顯不足。

其次霧的形成和消散可以在短時間內發(fā)生劇烈變化，氣象氣球的間歇性觀測無法捕捉這些快速變化。

氣象氣球飛行軌跡示意圖

03地面雷達

地面氣象雷達是監(jiān)測和預警強對流天氣的主要工具，其工作原理是通過發(fā)射一系列脈沖電磁波，利用云霧、雨、雪等降水粒子對電磁波的散射、折射和衰減，通過構建雷達氣象方程來測定降水的空間分布和鉛直結構。

新一代多普勒天氣雷達還可以利用物理學上的多普勒效應來測定降水粒子的徑向運動速度，推斷降水云體的移動速度、風場結構特征、垂直氣流速度等。

地面雷達示意圖

但是！基于雷達的工作原理，雷達對波束的質量有著很高的要求，從物理角度上來說雖然在標準大氣情況下水平發(fā)出或以很小仰角發(fā)射出的雷達波束略微向下彎曲，但其曲率只有地球曲率的四分之一，隨著距離的增加，最低仰角（0.5°）的波束中心高度隨著距離增加而增加，在距離雷達230km處，0.5度仰角波束中心的高度為5.1km，降水系統(tǒng)或雷暴的下半部分探測不到，在345km處和460km處，其高度分別為10.0km和16.5km，此時雷暴波束從雷暴或降水系統(tǒng)頂上穿過。

在復雜地形條件下，反射波束中的地物雜波對基數(shù)據(jù)的準確性影響很大，如果地物雜波沒能得到有效抑制，雷達基數(shù)據(jù)和導出的各類反射率、速度等也都會受到嚴重污染。恰好大霧多發(fā)地段大多都處在水汽充足、地勢復雜的山區(qū)，這就給雷達探測帶來了很大的挑戰(zhàn)。

天氣雷達波束展寬、地平線和顯示區(qū)域

新思路

為了彌補上述傳統(tǒng)氣象設備在低空和復雜地形中動態(tài)監(jiān)控能力缺失的問題，氣象無人機看起來是一個可行的解決方案。

首先在低空觀層面，無人機可以通過多階段和多高度的飛行，實現(xiàn)對大氣的立體觀測。相比于衛(wèi)星觀測和地面觀測，無人機可以在低空（約1000米以下）提供高分辨率的觀測數(shù)據(jù)，填補了傳統(tǒng)觀測的盲區(qū)，豐富氣象觀測的空間尺度。

其次無人機可以實時獲取高頻率、高時空分辨率的氣象觀測數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對氣象現(xiàn)象的動態(tài)監(jiān)測，捕捉到氣象變化的瞬時特征，為瞬時性氣象災害的預警和應對提供重要依據(jù)。

氣象無人機示意圖

當然無人機能夠如此精準地監(jiān)測氣象參數(shù)（溫度、濕度、氣壓、風速和風向等），其核心就在于搭載了高性能的傳感器。這些傳感器是氣象無人機的“眼睛”和“鼻子”，通過捕捉微小的環(huán)境變化，為我們提供準確的數(shù)據(jù)。那么，什么樣的傳感器才能滿足氣象無人機的需求呢？這就不得不提到IST的傳感器產品了。

以濕度傳感器為例——高精度、快速響應、耐用性、低功耗、體積小的特點使得氣象無人機在復雜地形中飛行更加靈活，更能應對惡劣環(huán)境，更能提供高精度的測量數(shù)據(jù)。

IST濕度傳感器的選擇也是多樣的，可以適配于不同監(jiān)測場景：

- P14：適用絕大多數(shù)測量場景，并且可以實現(xiàn)高濕度測量。高濕度測量往往是電容式濕度傳感器的測量難點，其原因在于高密度的水分子會使?jié)穸入娙莸母叻肿颖∧こ浞治捎诒∧ねㄍ感圆患?，即便在環(huán)境濕度下降后傳感器也無法快速脫水，致使讀數(shù)被鉗制在高位。這個過程就像戴口罩呼吸，口罩的內側會逐漸累計過量的水分子以至于形成水滴。

IST通過先進工藝制造的薄膜結構具有極佳的“呼吸”能力，這使得電容內部的濕度水平可以快速同步環(huán)境濕度，實現(xiàn)準確穩(wěn)定的濕度測量。

基于該種呼吸性極佳的高分子薄膜，P14系列還針對不同的封裝方式，不同的響應速度，以及加熱需求，推出了多種型號的濕度產品。

- MK33：適用于油液濕度與高溫氣體濕度測量?；诹硪环N特殊薄膜材料。MK33的耐溫可達到190℃，為行業(yè)之最。該種耐溫的特性幾乎使得MK33成為煙氣濕度檢測的最佳選擇。

- K5：適用于低濕度檢測場景?；诓煌谥暗牧硪环N特殊薄膜材料，K5在低濕度場景中具有更高的穩(wěn)定性和分辨率。

- HYT系列：為數(shù)字型號濕度傳感器，基于以上傳感元件的優(yōu)良性能，通過I2C通信總線，可以直接讀取經過標定的高精度濕度測量值。