Page 39 - 《高原气象》2026年第1期
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第 45 卷  第 1 期                        高     原     气    象                             Vol. 45  No. 1
                 2026 年 2 月                       PLATEAU METEOROLOGY                              February， 2026


               杨茉岚， 徐文宽， 毕轶童，等， 2026.  青藏高原云顶参数特征分析与飞艇应用研究［J］. 高原气象， 45（1）： 35-47.  YANG Mo‐
               lan， XU Wenkuan， BI Yitong，et al， 2026.  Analysis of Cloud Top Parameters on the Qinghai-Xizang （Tibet） Plateau and Their Ap‐
               plication in Airship Research［J］. Plateau Meteorology， 45（1）： 35-47.  DOI： 10. 7522/j. issn. 1000-0534. 2025. 00054. CSTR:
               32265.14.gyqx.CN62-1061/P.2025.00054.



                       青藏高原云顶参数特征分析与飞艇应用研究




                      杨茉岚      1， 2 ， 徐文宽    1， 2 ， 毕轶童    1， 2 ， 吕伟豪    1， 2 ， 杨燕初   1， 2 ， 苗景刚    1， 2
                                           （1. 中国科学院空天信息创新研究院，  北京    100094；
                                                  2. 中国科学院大学，  北京    101408）

                       摘要： 平流层飞艇因其卓越性能， 在航空航天领域的飞行任务中展现出巨大潜力。但平流层环境的复杂
                       性对飞行安全构成严峻挑战， 因此提前做好环境预测， 规避飞行风险， 对飞艇顺利完成飞行任务至关重
                       要。尽管现有的热力学模型已为飞艇设计提供了理论基础， 但其分析仍不够完善， 因此本文引入云顶高
                       度和云顶温度两项关键参数， 深入分析其对飞艇热平衡的影响效果： 云顶高度决定了云层与飞艇之间的
                       相对位置， 云顶温度则直接反映了云层的热力学状态， 两者均会影响飞艇的辐射交换和热平衡状态。基
                       于此分析强调了将这些因素纳入热力学模型的重要性和紧迫性， 为未来飞艇热力学模型的优化提供了
                       新思路， 揭示了研究云层分布特征的关键意义。此外， 还强调了青藏高原地区作为天然实验室的独特优
                       势， 并展开具体数据分析。本文基于 CLARA-A3 数据集， 分析了 2015 -2020 年间青藏高原地区的历史
                       气象云层观测数据， 重点研究了云顶高度和云顶温度两参数的空间分布特征、 日均值和极值情况、 云量
                       面积占比情况及两参数之间的相关性分析。结果表明， 云顶高度呈西北低东南高的空间分布特征， 而云
                       顶温度则呈现西高东低的变化趋势； 同时， 7 -9 月， 云顶高度全年最高， 云顶温度全年最低； 云顶参量
                       的年度变化规律也得到验证； 进一步分析表明， 青藏高原地区存在极端的超高云和超低温气象现象， 存
                       在观测点的日均云顶高度超 18 km， 云顶温度低于-83 ℃的现象， 且多发生在 7 -9 月； 两变量经 Spear‐
                       man相关系数分析存在中等强度的负相关性， 其中 7 -9月为强负相关性， 这为进一步量化云层对飞艇影
                       响因素提供了重要数据支持。经上述研究表明， 云层对飞艇的潜在威胁不可忽视， 尤其在 7 -9月， 平流
                       层飞艇的部署准备工作需重点关注当地气象云参量的变化。提前掌握云层的观测数据， 实施气象预测
                       准备工作， 是确保飞艇安全飞行的关键因素之一。本研究首次将真实气象数据分析应用于飞艇飞行环
                       境评估， 验证了数据分析技术的可行性， 并强调了实测数据在模型验证中的关键作用， 为完善平流层飞
                       艇热力学模型提供了新的研究视角。未来， 随着动态预测模型的持续优化， 飞艇在复杂气象环境中的安
                       全性有望得到显著提升。
                       关键词： 青藏高原； 飞行安全； 云顶高度； 云顶温度； 平流层飞艇
                       文章编号： 1000-0534（2026）01-0035-13   中图分类号： P426.5   文献标识码： A
                       DOI： 10. 7522/j. issn. 1000-0534. 2025. 00054
                       CSTR: 32265.14.gyqx.CN62-1061/P.2025.00054


               1  引言                                             双仁和唐芝青， 2020）。飞艇不仅覆盖多领域， 提
                                                                 供多样化服务， 还对推动科技进步和产业发展有巨
                   平流层飞艇因其驻空时间长、 带载能力强、 可
               定点驻留等优点被广泛应用于收集平流层信息、 获                           大潜力。随着平流层飞艇的产业化， 其飞行安全不
               取遥感数据、 通信中继、 长期进行对地观测等（郭                          容忽视， 保证飞艇的飞行安全是技术发展和应用的


                  收稿日期： 2024⁃12⁃25； 定稿日期： 2025⁃04⁃08
                  资助项目： 国家重点研发计划项目（E3BD200304）
                  作者简介： 杨茉岚（1998 -）， 女， 河北人， 硕士研究生， 主要从事电子信息、 光学检测方面的研究. E-mail： yangmolan22@mails.ucas.ac.cn
                  通信作者： 徐文宽（1982 -）， 男， 北京人， 高级工程师， 主要从事临近空间飞行器测控遥感、 航电系统方面的研究. E-mail： xuwk@aoe.ac.cn
                  © Editorial Department of Plateau Meteorology （CC BY-NC-ND）
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