無人機首次用於北極氣候測量

2020-12-05 電子發燒友

無人機首次用於北極氣候測量

搜狐無人機 發表於 2020-11-13 12:06:10

搜狐無人機13日編譯報導 科學家Roberta Pirazzini設立了一隻北極探險隊，要做一件以前從未有人嘗試過的事情，在北極飛一架無人機。無人機上的傳感器將評估從冰層反射的陽光。這項測量被稱為地表反照率，是了解地球吸收了多少太陽輻射，又有多少反射回大氣的關鍵。這是科學難題之一，可用於幫助預測海冰融化的速度。

但是在地球最北端飛無人機並不是一件簡單的事。技術人員為此專門設計了用於應對極端天氣一套精密導航系統。研究所還對科學家們進行了為期數月的無人機飛行培訓。培訓結束後，科學家們踏上了史上最大規模的北極考察，他們將乘坐破冰船Polarstern號，執行為期一年的任務。來自20個國家的數百名研究人員為了MOSAiC任務輪流在Polarstern上工作，MOSAiC任務是研究北極氣候的多學科漂流觀測站的首字母縮寫。它由德國Alfred Wegener極地和海洋研究所領導，是近代史上第一支接近北極度過一個完整冬季的探險隊。

這項任務的預算超過1.4億歐元（1.65億美元），將在海上航行389天。研究人員還攜帶了一架更小的練習無人機，可以在他們的小船艙裡飛行，這是為了讓他們在最後踏上冰面之前的幾周航行中保持熟練的技能。

芬蘭氣象研究所的科學家Roberta Pirazzini和Henna-Reetta Hannula在北極操作無人機很快，科學家Pirazzini遇到了困擾北極探險者兩個世紀以來的兩大問題，危險的航行條件和設備在極寒條件下的操作運行。無人機和直升機等在北極附近，受極端的高緯度地區影響，會發生定位不準的現象。越接近北極，導航就越混亂。而本次北極考察中無人機會比以往任何時候都更接近北極。早些時候，另一架無人機遭遇了導航困境。無人機從船上起飛，向完全失控的方向飛去，隨後墜毀。Pirazzini非常害怕她的反照率測量無人機也會遇到這個情況。她的擔心在她踏上冰面時得到了證實。無人機上的導航系統無法工作，這意味著她和她的同事需要手動計算距離，方向，高度和風速。「極寒的惡劣環境是我們的主要敵人，不僅是無人機旋翼葉片上有冰，我們手指上也有冰。而操控無人機需要非常精細的小動作。當你的手結冰時，你會失去敏感度，你的手指就再也無法進行精密操作了。」Pirazzini說。

霧會在無人機的葉片周圍變成冰。超過每小時8米的陣風常常使無人機擱淺。儘管如此，兩位科學家還是設法在三周內進行了18次飛行。49歲的Pirazzini和33歲的Hannula採集到的反照率測量數據將被進行分析，用於研究變暖的氣溫對北極的影響。

地球北部冰蓋的升溫速度是地球其他地區的三倍，極大的破壞了脆弱的生態系統。北極海冰在9月份降至有記錄以來的第二低水平，僅次於2012年。今年上半年，西伯利亞北極地區遭遇了史無前例的熱浪，異常溫暖的氣候使得冰層更難重新形成。北極海冰目前處於自1979年開始衛星監測以來每年這個時候的最低水平，比歷史平均水平低37%。歐洲哥白尼氣候變化服務中心副主任Samantha Burgess說：「2012年的這個時候，冰層已經開始重新變厚。這個季度還沒有結束，也許現在說會造成什麼影響還為時尚早，但很可能會影響海洋食物網。」

早在八月份Pirazzini的前往北極進行無人機數據收集時，北極的海冰已經降至當月有記錄以來的最低水平。這些低得嚇人的冰層使得Polarstern號僅用六天時間就能從挪威的弗拉姆海峽到達北極。Pirazzini說：「到處都是開闊的水域，去那裡很容易。但如果你想想北極的未來，這就不妙了。這是一個非常脆弱的環境。」

8月17號，北極星在前往北極的途中遇到了低冰層。隨著冰層的縮小，測量反照率變得更加重要。北極冰的白色表面將太陽輻射反射回大氣，而海洋的藍色表面則將其吸收。然而，並不是所有的冰都具有同樣的反射性，科學家們正試圖弄清楚，隨著溫度的升高融化擴散在淺水中的冰，能夠吸收多少太陽輻射。雖然海冰面積可以通過衛星進行監測，但對於了解融化速度至關重要的其他測量結果只能在更靠近地面的地方獲取。這種更細粒度的數據對於確定氣候變化的其他驅動因素至關重要，例如熱量如何通過冰傳遞到大氣和水中。

按照以往的經驗，科學家們用飛機和直升機獲取反照率讀數。但無人機在價格上更有優勢，且可以在更惡劣的天氣條件下飛行，甚至可以在低雲下飛行。Pirazzini的飛行高度在冰面上5到30米之間。「無人機技術每個月，每年都在進步，」她說。「我們正處於這項業務的起步階段，我相信它將會擴張，因為這些測量都是必須的。」（Bloomberg Green）

責任編輯：PSY

打開APP閱讀更多精彩內容

聲明：本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人，不代表電子發燒友網立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用，如有內容圖片侵權或者其他問題，請聯繫本站作侵刪。 侵權投訴

相關焦點

  • 利用無人機對北極氣候進行測量和預測海冰融化速度
    打開APP 利用無人機對北極氣候進行測量和預測海冰融化速度 佚名 發表於 2020-11-16 11:37:00 無人機上的傳感器將評估從冰層反射的陽光。這項測量被稱為地表反照率，是了解地球吸收了多少太陽輻射，又有多少反射回大氣的關鍵。這是科學難題之一，可用於幫助預測海冰融化的速度。 但是在地球最北端飛無人機並不是一件簡單的事。技術人員為此專門設計了用於應對極端天氣一套精密導航系統。研究所還對科學家們進行了為期數月的無人機飛行培訓。
  • 國產水下滑翔機首次用於北極科考:測量海洋溫度、深度和鹽度
    國產水下滑翔機首次用於北極科考：測量海洋溫度、深度和鹽度 申鋮/「新華視點 」微信公號 2018-07-28 21:01
  • 中國首次將大型無人機用於物流
    寧夏郵政管理局22日對外披露，基於實際貨運場景下，順豐大型無人機21日首次載貨從寧夏起飛，近一個小時後抵達內蒙古目的地機場，此系中國首次將大型無人機用於物流場景。據悉，自今年2月中國民航局正式復函受理豐鳥航空關於開展一系列支線物流無人機試運行的申請後，順豐大型無人機的主力機型FH-98立即在寧夏進行一系列的滑跑和飛行測試。目前，豐鳥航空已成功獲批9條航線用於科研試飛和業務測試。
  • 國內首次將大型無人機用於物流場景
    FH-98大型無人機從寧夏起飛8月21日上午8點，一架大型無人機出現在西北的上空。這架無人機從寧夏起飛，近一個小時後飛機抵達內蒙古目的地機場。這標誌著順豐基於業務場景下，首次載貨飛行取得了圓滿成功，這也是國內首次將大型無人機用於物流場景。據了解，當天試運營的大型無人機為順豐聯合航天時代電子研發的FH-98，是基於運五-B運輸機平臺研發。——最大起飛重量達到5.25噸，是目前國內最大的無人機之一，具有適合貨運的大業載和大貨艙。
  • 北極的天氣和氣候
    嚴酷的北極氣候北極地區大部分是由海洋（北冰洋）由陸地（阿拉斯加，加拿大，格陵蘭島，西伯利亞）和氣候方面所包圍的冰，雪和霜為主的。在冬季，氣溫下降到零下40度和北冰洋格陵蘭覆蓋著數米厚的海冰一個巨大的白色平原，作為指揮官吉已經在1777年親身經歷。在短暫的北極夏季，北極大部分地區的溫度達到零度，海冰則部分融化。
  • 無人機低空攝影測量的特點
    無人機低空攝影測量技術，以獲取高解析度數字影像為應用目標，以無人駕駛飛機為飛行平臺，以高解析度數位相機為傳感器，通過３S技術在系統中集成應用，最終獲取小面積、真彩色、大比例尺、現勢性強的航測遙感數據。
  • 中國首次將大型無人機實際用於物流場景
    8月21日上午，豐鳥航空「兩江」號FH-98大型無人機從寧夏出發地機場順利飛抵內蒙古目的地機場。這標誌著順豐大型無人機基於業務場景下，首次載貨飛行取得了圓滿成功，這也是國內首次將大型無人機用於物流場景。
  • 中國首次將大型無人機用於物流
    8月21日，順豐大型無人機首次載貨從寧夏起飛，近一個小時後抵達內蒙古目的地機場，此系中國首次將大型無人機用於物流場景。據悉，自今年2月中國民航局正式復函受理豐鳥航空關於開展一系列支線物流無人機試運行的申請後，順豐大型無人機的主力機型FH-98立即在寧夏進行一系列的滑跑和飛行測試。
  • 融化北極海冰的遠不只是氣候變化
    美國政府已成應對北極氣候變化的絆腳石就在絕大部分相關國家想方設法減緩北極氣候變化速度之時，本屆美國政府卻執意漠視甚至否認氣候變化，並出手阻撓應對氣候變化的國際舉措。幾經斡旋，羅瓦涅米還是不幸見證了北極理事會歷史上部長級會議宣言的首次缺席。「本屆美國政府的價值觀和優先事項決策已經影響到北極理事會的工作……事實上，本屆美國政府反對的正是北極理事會運作的核心——氣候變化和多邊框架。」科伊武羅瓦說。除了北極理事會，美國在其他場合也同樣無視氣候變化。
  • NASA對夏季的北極融冰情況進行飛行測量
    來源: NASA/John Sonntag今年早些時候，北極海冰量已經連續第三年降到冬季的歷史記錄新低。目前，NASA正在安排一系列航空設備，觀測格陵蘭島北部在融冰季節對北極最古老、冰層最厚地帶的影響。
  • 中國首次將大型無人機用於物流：從寧夏送貨到內蒙古
    IT之家 8 月 23 日消息 寧夏日報消息，順豐大型無人機於 21 日上午從寧夏起飛執行首次載貨任務，在近一個小時後成功抵達內蒙古目的地機場，這也是中國首次將大型無人機用於物流場景。IT之家了解到，當天參與飛行的大型無人機 FH-98 最大起飛重量達 5.25 噸，擁有起降距離短、成本低等優點，其前身是我國的運 5-B 運輸機
  • 技術乾貨丨雷射雷達繪圖與無人機攝影測量
    無人機繪圖和雷射雷達詳解無人機雷射雷達主要是通過在無人機上安裝雷射掃描儀，以對無人機拍攝景觀的點高度進行測量。雷射雷達也叫做光感測距技術（Lidar）。雷射雷達掃描儀可以在一天內掃描數百平方公裡區域。在每平方米區域內通過測量10到80個點，可以對所掃描景觀構建一個非常詳細的數字模型。準確的測量使得所構建的3D模型能用於許多領域的設計、規劃以及決策過程。
  • 國內首次！順豐大型無人機在寧夏載貨飛行成功
    8月21日上午8點，一架大型無人機從寧夏騰空而起，近一個小時後降落在內蒙古的目的地機場。基於業務場景下的順豐大型無人機首次載貨飛行，由此取得圓滿成功，這也是國內首次將大型無人機用於物流場景。，是目前國內最大的無人機之一，具有適合貨運的大業載和大貨艙。
  • 重達5.25噸，順豐首次將大型無人機用於物流載貨飛行
    順豐官網稱，8月21日，國內首次將大型無人機用於物流載貨飛行。當日上午，最大起飛重量達到5.25噸，最大業載為1.5噸，目前國內最大的無人機之一——順豐大型無人機FH-98落地內蒙機場。順豐大型無人機FH-98，由著名「空中拖拉機」運5改造而成。
  • 無人機遙感技術在測繪工程測量中的運用
    檢測率高效 應用無人機遙感技術進行測繪工程測量，可以有效保障較高的檢測率，尤其是針對部分緊急的測量內容，相比傳統測量模式無人機遙感技術的效率更高，各種不良連鎖反應的發生率更低，保證整個測繪測量過程的規範性與高效性，提高測量結果的全面性和準確性，滿足緊急事件應對要求[3]。
  • 北極探險回顧--中國人的北極探險之路
    新華社北京12月27日電 國家海洋局極地辦公室以及從事極地探險的多位專家日前向記者追述了中國人探險北極的非凡歷程。　　1951年，武漢測繪學院高時瀏到達地球北磁極，從事地磁測量工作，成為第一個進入北極地區的中國科技工作者。
  • 探尋北極海洋環境與全球氣候變化關係
    中國自1999年組織實施首次北極科學考察以來，已先後實施了5個航次的北冰洋區域多學科綜合考察，重點開展極地環境研究，系統觀測海冰、海洋和大氣變化，探尋極地在全球氣候環境變化中的地位和作用，對於提高我國應對氣候變化的能力助益良多。
  • 北極海冰正快速消失！19國科學家探險1年敲響氣候變暖警鐘
    來自19個國家的聯合科學家團隊去年9月下旬乘坐德國「北極星」（Polarstein）破冰科考船前往北極。他們在為期一年的全季節周期裡，以北極為中心，展開對全球氣候變化的科學研究。這是迄今最大規模的北極科學考察項目。
  • 重磅丨國內首次！順豐大型無人機在寧夏載貨飛行成功
    8月21日上午8點，一架大型無人機從寧夏騰空而起，近一個小時後降落在內蒙古的目的地機場。基於業務場景下的順豐大型無人機首次載貨飛行，由此取得圓滿成功，這也是國內首次將大型無人機用於物流場景。當天試運營的大型無人機是順豐聯合航天時代電子研發的FH-98無人機，機型最大起飛重量達5.25噸，是目前國內最大的無人機之一，具有適合貨運的大業載和大貨艙。
  • 中國人探索北極的歷程
    1951年   武漢測繪學院高時瀏到達地球北磁極，從事地磁測量工作，成為第一個進入北極地區的中國科技工作者。     1958年  新華社記者李楠乘坐「依爾14」飛機，從莫斯科出發，先後在蘇聯北極第7號浮冰站和北極點著陸，完成北極考察，成為第一個到達北極點的中國人。