案例摘要:通过强化顶层设计、创新低空气象保障数据产品、构建精细化低空气象数据要素体系和增强多元数据融合应用能力等措施,提升了低空气象观测、预报和服务的整体水平,培育和完善了气象赋能低空产业链条,打造出一批低空经济领域气象数据应用场景,探索形成一批可操作、能落地的低空气象数据资源开发利用模式。
实施背景
低空经济作为国家战略性新兴产业,以低空空域为依托,以低空飞行活动为牵引,辐射带动相关领域融合发展,具有产业链条长、应用场景复杂、使用主体多元、涉及部门和领域多等特点,在促进经济发展、加强社会保障、服务国防事业等方面发挥着日益重要的作用。
气象条件是影响低空飞行安全的重要因素,是适飞空域、时域资源开发利用的重要依据。低空大气有着对流强、能见度低以及变化剧烈的特点,需要通过构建更加精密的低空气象数据监测网格,不断提升低空气象数据的采集分析、中小微尺度的数值预报和多元数据融合分析能力,来支撑低空经济应用场景建设,赋能低空产业的发展。此外,气象还涉及低空制造,如各型飞行器大气环境在线感知传感器的研制、试验、定型,以及飞行器在测试场进行测试时的大气环境参数测量保障、试飞气象保障等。因此,加强气象数据与民航、应急管理、交通运输等数据融合应用创新,对于低空经济发展具有非常重要的意义。
实施目标
构建低空气象数据资源体系,研发预报预警技术、数字化应用产品,为航线规划、起降服务、安全飞行等提供精细化数据服务。建立低空气象数据标准、政策、制度、规范和运营机制,培养专业人才队伍。打造一批成效明显的应用示范区,建立健全安全可信数据开发流通环境,促进低空气象数据有序流通,提升气象数据要素与低空产业数据的融合利用水平,提升低空经济领域气象数据产品和服务效益。
建设内容
围绕深入推进气象数据资源开发利用,充分释放气象数据要素潜能,更好赋能低空经济健康发展,中国气象局联合国家数据局组织开展精细气象数据护航低空经济发展示范场景建设工作,主要建设内容包括:
提升地空气象观测数据收集能力。目前我国建成了由超7.6万个地面气象观测站、120个高空气象观测站、2架高空大型无人机、546部天气雷达、9颗在轨风云气象卫星等组成的世界规模最大的综合气象观测系统。针对低空气象服务需求特点,进一步增强低层大气云、能见度、强对流、雷电等的监测能力,提供风、水汽、云、温度、湿度和气溶胶等要素的分钟级观测数据,并着力增强重点地区1000米以下垂直观测能力。
研发精细化低空飞行气象服务产品。2024年5月,中国气象局预报司召开航空气象技术产品开发应用研讨会。同时积极梳理航空气象技术产品现有清单和研发清单,重点关注通航和低空经济气象服务。组织研发低空天气实况产品和面向不同应用场景的定制化气象服务产品。国家气象中心构建空中颠簸、对流云和积冰等3类航路危险天气预报算法,制作15层高度48小时内逐3小时实时预报产品。国家气象信息中心开展低空实况科技创新,陆续研制了三维云、低空风、降水、能见度、灾害性天气等32种低空类实况分析产品。江苏省气象局聚焦雷暴、风切变、大雾等航空高影响天气,利用双偏振雷达、卫星、地面自动站、闪电定位仪等多源数据建立了专题数据集。
加强地空气象服务数字化支撑能力。江西省建立了通用航空气象服务台,具备飞行计划数据叠加低空气象数据的直观显示功能,实现通航气象情报信息“一站式”获取和通航气象“一平台”服务,以及针对每个飞行计划的飞行气象条件预报和气象风险警示。深圳气象部门构建低空飞行“气象监测网”,加快提升低空气象监测能力;打造低空经济“气象数字网”,结合各类低空飞行器的运行服务场景,针对性、持续性研发智能化、精细化低空气象服务产品,为航线规划、起降服务、安全飞行等提供精细化服务,提升低空飞行的气象安全保障能力;孵化培育低空“气象赋能网”,重点赋能低空经济装备制造业及装备技术服务业产业链条,促进气象赋能新兴产业高质量发展。湖南省气象局建成通用航空气象服务平台,采用智能网格预报、雷达三维产品、分类强对流临近预警等数据,结合机场终端区和进近区、机场和飞机航线定位数据,配置实况报警、雷达卫星、短临预报等功能模块,集成了十余项适合机场运行保障的精准预报预警功能。
制定低空气象数据标准规范。研究气象数据保障低空经济技术标准体系,提升低空气象监测、数据产品、预报预警、数字化服务的标准化水平。依据低空经济领域相关标准体系,研究编制气象应用行业标准和技术规范。目前,深圳气象创新研究院建立了包含12个大类、38小类、146项的数据标准:实况数据的时间精度有秒级风速,分钟级降雨等;实况空间分辨率实现起降点高密度全覆盖,航线格点覆盖;预报数据按照临近、短临、短期、中长期划分,对应不同的时空精度,融合多模式、多技术路线。
探索低空气象数据运营模式。推进低空气象数据众创利用与众智赋能,打造气象数据众创利用平台、可信数据空间等,建立面向多主体的气象数据开发利用机制规则。培育气象领域数据服务商,促进低空气象数据高效流通。
实施效果
中国气象局在全国范围内组织示范场景建设,覆盖30余个城市,以及应急救援、物流、文旅等10余个场景,26个地方政府、10余个行业、30家企业、12家高校及科研院所积极参与。目前已取得了初步进展。
成都围绕“低空+交通”“低空+物流”“低空+文旅”“低空+应急”等领域,形成低空应用场景12个,开通航线67条,投入使用国内首个阶梯式低空空域。成都成功完成城市低空短途载人出行验证飞行,无人机“携带”烧烤、汉堡、咖啡在麓湖生态城麓客岛景区“从天而降”,搭载特色农产品的固定翼通航飞机跨省快速物流首航成功,彭州市还开通了“外卖+快递”航线42条,让人们身处深山也能享受“云端外卖”。
上海基于气象数据决策开展无人机消减雾试验,能见度可从500米快速提升至2公里以上,为降低大雾天气对飞行“窗口期”影响提供了支持。上海市气象局联合苏浙气象部门开发建设了“示范区低空飞行气象保障一体化平台”,通过示范区灾害性天气联防联动机制,集聚跨区域、跨部门资源,对示范区三维大气开展逐分钟立体扫描,精准捕获突发性、局地性的强对流天气,形成了覆盖示范区的水平分辨率公里级、时间分辨率1小时的低空飞行气象支持产品。同时,该平台实现了基于航路规划的气象风险评估和不同飞行高度的低空气象风险自动警报,为低空飞行安全提供观测、预报、预警完整解决方案。此外,在上海技术交易所上架了示范区城市精细格点实况、高分辨率风场、飞机自然结冰潜势分析等专业产品,为示范区低空经济发展提供了坚实的气象大数据“底座”。
南京市气象局自主研发的“南京低空飞行气象服务保障平台”被接入南京民用无人驾驶航空运行管理中心,为低空飞行活动提供气象保障。该平台能够满足不同飞行场景的需求,提供从2周内的逐日到分钟级的精确预报,水平分辨率可达2.5千米至500米,垂直分辨率则能达到1千米至50米。此外,还可开展不同航线飞行活动气象环境评估,实现精准放飞、安全调度。该平台自接入南京民用无人驾驶航空运行管理中心以来,为日均1000余架次的低空飞行活动提供气象保障服务。
深圳市围绕低空物流企业需求,为起降点及航线提供1公里分辨率,分钟级更新的大风、降水等精细化服务,减少因恶劣天气导致的延误或损失,让配送计划更合理、经济。同时,深圳市气象局联合相关部门打造的首个低空经济气象企业集群,已经初步形成了以深城交为准头部,以光恒科技、大舜激光等设备厂家为供应链,以美团、丰翼等运营企业为对象的低空气象服务闭环。