蜂群无人机首探台风“红霞”，近海低空从盲区走向透视

文/纸不语

据中国气象局报道，台风“红霞”影响我国期间，气象科研人员首次采用蜂群无人机观测方式，针对台风登陆全过程开展高频率、多维度观测试验。这也是我国首次将蜂群无人机技术应用于台风过境全过程观测。

试验自7月24日起启动，依托位于深圳市宝安区石岩的中国气象局粤港澳大湾区低空经济无人航空气象保障野外科学试验基地，在大鹏半岛野外试验场开展外场观测，由中国气象科学研究院联合深圳市国家气候观象台共同实施。多架搭载气象载荷的无人机组成协同观测阵列，在空域内多点、多层同步探测，依靠机间协同实现低空三维空间高密度采样，持续获取台风过境前后低空温度、湿度、风场、湍流等关键气象参数的垂直廓线资料。

当大多数人对无人机的认知还停留在航拍和送快递时，一批无人机正飞入台风影响区域，这不仅是一次科学试验，更是气象观测向近海低空盲区迈出的关键一步。

参与台风“红霞”观测试验的无人机在空中悬停测量数据。图源：中国气象局

蜂群组网，探明近海百米低空盲区

传统台风探测主要依赖三类手段。气象卫星自上而下观测云顶形态，无法穿透云层捕捉内部精细结构。气象雷达受地球曲率和远距离衰减影响，近海低空探测精度大幅缩水。有人驾驶飞机能够深入台风核心，但成本高昂、风险极大，观测高度普遍在数千米高空，填补不了近海面的数据空白。探空气球单点零散投放，间隔久、可控性弱，无法形成高密度立体采样。

这些局限叠加在一起，指向同一个问题：近海几百米低空，恰恰是台风能量交换、产生大风降雨的关键区域，长期缺少充足实测数据，直接影响台风路径、强度和降雨的预报准确度。

本次试验中，多架无人机搭载微型气象传感器组成协同观测阵列，在台风外围及影响区域分层开展巡航作业，同步采集温度、湿度、气压、风速、湍流等多项气象信息，数据实时回传地面，搭建出台风三维高密度观测网格。

试验负责人、中国气象科学研究院研究员郭建平表示，此次试验依托蜂群无人机同步开展台风边界层探测试验与极端天气适航性双重研究。“我们既要让蜂群无人机精准探测台风边界层结构，也要观察天气怎样影响不同型号无人机的飞行姿态。”

7月25日，试验团队成员进行无人机飞行前检查。图源：中国气象局

围绕这一目标，试验重点推进三项工作：一是在无人机上集成搭载风、温、湿度探测、湍流监测、全天空成像仪等载荷，对比检验不同设备在台风环境下的观测稳定性；二是构建多机型组网观测阵列，实现多高度、多水平点位同步协同探测，填补近海云层下方低空观测空白；三是持续监测风雨扰动下无人机航向偏移、机身震荡、能耗波动等特征，量化极端气象条件下低空飞行安全阈值。

蜂群协同与单机探测的差异，远不止数量增减。据央视新闻消息，单架无人机进入台风区域，只能获取一个点、一个高度的数据，而蜂群编队相当于同时在多个高度、多个区域铺开探测网络，即使部分无人机受到强气流影响，其余机组仍能继续执行任务。

在台风乱流环境中维持编队稳定，需要解决机间通信、任务分配、避障协同和数据融合等一系列问题。郭建平介绍，此次试验同步记录无人机在风雨环境下的姿态变化、电量消耗、飞行轨迹等全套运行参数，拿到极端天气条件下装备运行的真实边界参数，用来校准气象预报模型。

2018年，中国气象局启动“海燕计划”，2020年至2022年连续3年针对海洋台风和青藏高原开展垂直探测。据中国气象局机动气象观测业务方案，2020年获取的试验资料投入数值模式后，台风影响区域预报评分提升了3%。2025年7月，“海燕”Ⅰ型无人机针对台风“韦帕”连续3天开展机动观测，累计投放34枚下投式探空仪，获取约6.1万余条有效数据。从单机到蜂群，从一架到多机协同，这条路径折射出我国气象观测能力向近海低空持续下沉的趋势。

台风路径预报误差60公里，低空数据成精度关键

据中国气象局官方消息，我国已建成由风云气象卫星、气象雷达、地基遥感垂直观测系统和地面气象站等组成的立体观测网。但这套体系面对台风时仍有结构性短板：卫星能看清云顶形态，却无法穿透对流层获取内部结构；雷达受地球曲率影响，距地面1公里高度覆盖范围有限；海上浮标覆盖范围有限，大片海域信息存在断层。

这些短板相互交织，凸显出一个关键瓶颈，即台风近海云下低层大气热动力结构观测不足。郭建平指出，近海几百米高度是台风能量交换的关键区域，长期缺少充足实测数据，这正是台风强度突变、降雨落区预报存在误差的根源之一。

有人或许会问：为什么不直接派有人机？载人探测飞机成本高昂，机组安全风险极大，且观测高度普遍在数千米高空，依旧填补不了近海面数据缺口。蜂群无人机提供的，恰恰是一种低成本、低风险、高密度的替代路径。据深圳特区报报道，本次试验采用小时级高频立体探测模式，全程追踪台风过境全过程。多架无人机在不同高度、不同区域同步铺开，相当于为台风做了一次全方位的“动态CT”扫描，不是拍一张静止照片，而是全程跟踪、实时扫描。

蜂群无人机协同观测阵列在台风“红霞”过境期间开展立体探测。图源：央视新闻

海量实测数据最终指向一个目标，提升预报精度。据新华网报道，中央气象台首席预报员张涛表示，台风路径受副热带高压、西风槽、双台风效应等多重因素牵引，任何变量的微小变化都可能造成路径偏差。目前我国台风路径24小时预报平均误差已稳定在60公里左右，个别台风可缩小至40公里，但风雨影响的细节预测依然是难点。

蜂群无人机采集的低空风场、水汽和湍流数据越完整，数值预报模型就越有可能把台风局部变化算得更精细。据中国气象局2023年发布的机动气象观测业务方案，此前“海燕”计划的探空资料同化试验已显示，无人机观测数据能够在数值模式中优化台风路径和强度预报结果。

除气象预报外，这批数据还有一个容易被忽视的价值。试验同步记录了机身震动幅度、航迹偏移量、电量消耗速率等运行参数。郭建平表示，这些数据对未来低空飞行安全边界的划定，价值不亚于气象数据本身，每一架冲入台风的无人机，本身也成了一台环境传感器，为无人系统研发积累极端工况下的一手数据。

记录机身震动与能耗，6.1万条数据校准飞行安全阈值

一次台风观测试验，折射出的远不止气象预报的进步。

2025年12月9日，中国气象局粤港澳大湾区低空经济无人航空气象保障野外科学试验基地在深圳揭牌，这是国内首个低空经济气象保障野外科学试验基地，由深圳市气象局联合中国气象科学研究院共建。据深圳特区报报道，当前低空物流、空中巡检、应急救援等业态加速落地，对低空精细气象保障需求持续攀升。本次试验留存的风雨环境飞行记录，可作为制定作业标准的现实参考，即商用无人机什么天气必须停飞，不再只依靠理论推演。

从技术迁移的角度看，蜂群协同本身是一种通用性底层能力。本次试验在台风乱流环境中维持编队稳定运行，证明整套控制系统抗压性能达到实用层级。蜂群编队协同、抗干扰通信属于通用性底层技术，经过适配改造，还可拓展到山林火情排查、地质灾害现场勘察等应急场景。

“海燕”Ⅰ型大型无人机、“海燕计划”核心装备。图源：中国气象报

欧美国家此前在无人机追风领域也有长期投入，但多停留在单机短时试飞阶段。目前，搭建多层同步探测体系所需的技术能力，全球尚无其他团队实现。中国从“海燕”单机到蜂群组网的跨越，在技术路线上形成了差异化选择。

此外，本次试验采集的海量低空气象数据，涵盖温度、湿度、风场、湍流等核心要素，同步包含无人机运行边界参数，这些数据经过质量校验和标准化处理后，不仅可以优化台风预报模型，还有可能成为低空飞行气象标准制定的基础依据。据中国气象局2023年发布的机动气象观测业务方案，到“十四五”末目标是具备覆盖远海及国土范围的观测能力，大型无人机气象观测将逐步从试验走向业务化运行。

不过，从“科研首次”到“产业常态”之间仍有不少现实问题待解。续航能力、通信稳定性、雷暴环境适应性、数据标准化和空域管理，都是蜂群观测走向常态化必须跨越的门槛。台风不是实验室里的固定靶标，风向随时会变，雨幕会加厚，通信也可能受干扰。设备能飞起来只是第一步，能长期稳定工作才是硬指标。

据郭建平介绍，此次试验量化了极端天气下低空安全飞行的气象边界条件，可为过境台风搭建机动科学合理的立体观测体系，推动台风监测预报技术迭代积累核心试验数据。

[引用]

①　我国蜂群无人机首次实现台风过境全程立体观测.环球网.2026-07-27.

②　我国蜂群无人机首次实现台风过境全程立体观测！探索极端天气下低空飞行安全边界.中国气象局.2026-07-26.

③　依托深圳试验基地 我国首次运用蜂群无人机全程立体观测台风“红霞”.深圳特区报.2026-07-27.

④　无人机蜂群首次硬刚台风红霞：拿到了一手核心数据.网易新闻.2026-07-27.

⑤　台风预报：一场与“不确定”赛跑的精准追踪.新华网.2026-07-29.

⑥　中国气象局关于印发《2023年机动气象观测业务试运行工作方案》的通知.中国气象局.2023-10-20.

⑦　“海燕”无人机再出动 精准捕捉台风“韦帕”动向.中国气象报.2025-07-20.

⑧　“海燕”无人机穿越台风“派比安”.中国气象局.2024-07-21.

⑨　中國蜂群無人機首次實現颱風過境全程立體觀測.香港中通社.2026-07-27.