Page 40 - 《高原气象》2026年第1期
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高     原      气     象                                 45 卷
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             基础， 也是保障长期稳定运行的关键。而平流层复                            飞艇飞行实际数据， 导致目前部分飞艇模拟动态模
             杂的环境要素会对平流层飞艇的正常运行造成威                              型对气象因素适应性评估不足（Sharf， 2011）。因
             胁（李崔春等， 2023）， 因此提前多方面全方位的开                        此， 未来的研究应注重加强对飞艇飞行过程中复杂
             展飞艇动态模拟至关重要。目前与飞艇安全保障                              多元气象环境的实证分析， 探讨基于多种气象要素
             相关的动态模拟主要有气动模拟、 路径优化与避                             协同作用的影响结果。
             障、 风场监控和热力学模型分析（Qi et al， 2025）。                       目前的研究现状表明， 平流层中的云层相较于
             由此可知， 飞艇的安全保障不仅依赖于其自身的控                            对流层较为罕见， 平流层温度湿度较低， 且缺乏对
             制系统和结构， 还受到外部复杂气象条件的影响。                            流运动。一般情况下， 平流层不具备支持云层形成
             因此， 动态模拟不仅要考虑飞艇的气动稳定性， 还                           的足够水蒸气或上升气流。同时， 现阶段对云层的
             需结合实时气象数据进行全面评估。在复杂气象                              研究主要集中于民用航空、 飞机应用及降水需求等
             条件下， 飞艇性能往往与外界环境的热力学状态密                            领域， 对更高层次云层的探究相对较少， 尤其是在
             切相关， 周围环境的巨变可能导致飞艇气囊内部的                            平流层高度环境。尽管平流层中云层较为稀少且
             气 体 膨 胀 或 收 缩 ，  影 响 飞 行 稳 定 性（冯 慧 等 ，             分布有限， 一般仅在特定的极地条件下形成（王振
             2017）。为解决该问题， 目前已构建多种热力学模                          亚等， 2004）， 如极地平流层云， 但在某些特定气象
             型完成模拟分析。现有的平流层飞艇热力学模型                              条件下， 平流层环境仍可能出现云层。尽管已有大
             涉及多种气象影响因素， 包含太阳辐射、 大气状态                           量研究聚焦于极地平流层云的形成及分布规律情
             （大气温度、 大气密度、 大气压强等）及环境对流                           况， 但针对青藏高原地区的相关研究仍不足。该位
             等， 这些因素经多年发展已被整合为较为完善的仿                            置平流层高度可能存在云层， 但目前缺乏充分的论
             真模型（王旭巍等， 2022）。                                   文研究数据对其佐证（黄建平等， 2021）。
                  尽管， 飞艇相关研究已取得一定进展， 但仍存                            因此， 在上述分析的基础上， 本文对云顶参数
             在若干亟待完善之处（郑志乐等， 2023）。首先， 现                        特征进行深入探讨， 旨在研究青藏高原地区平流层
             有热力学模型研究主要集中在平流层的大气稳定                              环境中是否存在极低温度的云层， 及其部分云参量
             性、 气流模式及个别气象要素如风速、 温度、 气压                          可能存在的分布特征及规律。这一研究不仅有助
             的影响， 缺乏云参量的引入。然而， 实际飞行过程                           于理解云层在平流层环境中的温度特征， 还为未来
             中云层对飞艇的影响不容小觑， 例如飞艇升空过程                            将云参数观测和相关辐射模型集成到飞艇热力学
             和驻空过程中遇到的云相态变化现象， 不同云相态                            模型中提供了重要的参考依据。具体而言， 本文将
             将出现不同的辐射强迫和相变潜热， 进而影响飞艇                            重点分析青藏高原地区云顶参数的空间分布特征，
             表面热平衡。常见的低层云与外界温差不大（尤丹                             探讨该地区平流层环境中极端低温云层的可能性，
             丹等， 2024）， 且平流层飞艇不会与低层云长时间                         并识别判断出最可能出现的时间节点和月份。同
             接触； 但若云层出现在平流层则大多为冷云， 内含                           时还对云顶高度的云量占比进行分析， 揭示云层的
             不同形状的冰晶， 云相态变化极易导致周围温度气                            垂直分布特征。基于以上真实观测数据的分析， 本
             压出现变动， 对依赖艇内气体产生浮力而运行的平                            文将为平流层飞艇的飞行任务提供有效的时间参
             流层飞艇造成严重影响， 打破飞艇的平衡稳定（刘                            考和云参量关系， 进而为飞艇在该区域的安全飞行
             强等， 2017）。同时， 云层不仅影响飞艇的热力学                         和任务执行提供科学依据。
             平衡特性， 云层中的水蒸气、 冰晶等成分还可能附                               综上所述， 本文作为首次将观测数据应用于飞
             着在飞艇机身上形成冰层， 改变飞艇气动性能， 对                           艇应用的研究， 旨在强调在热力学模型中引入云参
             其轨迹、 升力等方面产生深远影响。因此， 深入探                           数的必要性与迫切性。基于本文数据分析， 不仅为
             究云层参数特性对保证平流层飞艇飞行安全至关                              未来相关领域的研究奠定理论基础， 还为后续模型
             重要（Yan et al， 2016）。                               的构建提供实测数据的支持， 同时证明将实测动态
                  其次， 历史研究多聚焦于大气环境温度、 气                         云参数纳入数据分析的可行性。
             压、 风场等单一气象要素的独立影响（盛敏等，                             2  资料来源与方法介绍
             2025）， 云层的动态变化与飞艇的交互效应研究尚
             不充分， 平流层气象特征的时空变化规律尚未得到                            2. 1 参数选择
             充分了解， 气象因素的响应机制仍缺乏系统性研                                 在众多云参量中， 云顶高度和云顶温度均是基
             究。同时， 大多模型研究未能结合具体气象数据和                            础、 直观且关键的宏观参量。目前基于遥感卫星测
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