飞行团队成员正在进行数据整理和仪器检修

在长近20米、高4米的飞机机翼和机体上，都装上了大气观测设备，包括气溶胶探头、高分辨率气溶胶质谱仪、被动遥感G波段微波辐射计、机载Ka波段云雷达（KPR）、快速云滴探头（FCDP）等31套仪器。机翼下方形似弹头的云雷达，可以通过回波探测飞机上下5千米的云层结构，实现航测数据从线变面。机身后端凸出的几个短柱，分别是液水、温度、积冰、露点探头。

赵德龙为记者讲解飞机机翼和机体上安装的大气观测设备

“挥发性有机化合物汽车排放、工业气体污染物，0.01微米到十几微米的粒子，还有雾-霾、云滴雨滴、冰雹降雪等，从气溶胶到云凝结核冰核，再到降雪降水全部都能测。”赵德龙说，最初，170公斤重的大气组分仪器如何安放，气溶胶探头、舱内气溶胶设备如何改装到飞机机体且保持正常运转，这些都是困扰团队的难题。

大气环境、大气化学、云物理、遥感学……改飞机涉及多个学科领域。加装在机翼下的挂架大阻力大，探测仪器从密闭舱内伸出探头，沉重的仪器让飞机难以保持平衡。通过边学边研并及时与专业改装公司沟通解决这些问题，如今飞机已能安全稳定开展试验任务，变身为可以“单兵作战”执行多项任务的“特种兵”。

飞行团队成员向飞机内搬运试验仪器

“工欲善其事，必先利其器。搭建我国自己的大气污染飞机航测平台，就可以通过试验定量分析污染物排放量，知道污染物在空气中传播了多少，传播渠道是什么样，通过通量算法得出数据，可以为工厂减排、政府决策等提供科学支撑。”赵德龙说。

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\ 建平台/

装载了仪器，并不意味着平台就建好了，这中间还有很多需要解决的软硬件和关键技术问题。

比如飞机搭载的仪器大部分没有经过适航技术研发与改造，很少搭载新一代测量设备；飞行空域限制了飞行方案，致使航测局限于污染物三维分布而较少关注排放和传输等过程；测量方法、质量控制、数据分析方面仍有所欠缺。

面对这些难题，如何“穿云破雾”，正是试验团队努力的方向。

试验团队研发飞行平台软硬件技术，设计、改进和制造集成架、设计大型仪器机用框架、布置颗粒物进样系统气路等，实现飞机上各模块之间的数据衔接、传输，与地面指挥系统双向链传输。此外，还自主开发飞机科研数据集成软件，可以在15分钟内将飞机上的所有数据都迅速浏览一遍；形成大气污染航空测量技术规范，为我国大气污染机载测量和应用示范提供标准；用新开发的质量平衡算法，结合大气航测资料计算源排放量和传输通量，并展开卫星反演验证，制定大气环境航测及星地同步遥感可行性方案。

飞机机体上安装的大气观测设备

“试验最大的创新，就是完成对搭载先进仪器飞机的改造，并建成整合飞机、仪器数据的综合系统。建成这个平台，填补了国内全要素大气污染航空测量领域的空白。”赵德龙说。

如今，上百次的航测试验和精准数据证明，一个实现高时间分辨率、多参数、多物种的原位和遥感测量结合的全方位航测平台已经成型。

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\ 做实验/

建好平台，还要通过试验进行完善，形成一套示范飞行方案。

每年执行几十次航测，与轰鸣的飞机和海量的数据相伴，成为团队的日常。

“在天上，我们经常是哪里危险就往哪里钻，为了获取更多准确、多元的数据，飞机经常在低高度上下穿梭。”赵德龙说，团队经常要根据情况临时调整航测计划，确保采集数据科学合理。

飞机航测视角

搭帐篷睡在飞机旁等待执行试验，“喜提”冬冷夏热的集装箱房，和设备零件挤在一个屋，度过每个没有电的夜晚……团队成员早已习惯。

“在飞行前一天，我们要递交飞行计划，让值班成员到现场将需要24小时运行的设备提前打开。”赵德龙说。起飞前，团队要根据卫星、地面雷达模型预报等查看天气趋势、污染情况，判断是否适合飞行，将气象信息全部确定，递交给飞行基地、空管等十几个部门协调，并与机长提前对接。

飞机航测视角

起飞当天早上6点，团队成员小心挤过只容通过一人的狭窄过道打开电源，几十台仪器同时启动，巨大的轰鸣声瞬间填满整个机舱。将仪器调整到最佳状态后，采样设备在地面便开始运行，随后B-3587飞向高空。

一天下来，在飞机上的两名团队成员既是科研人员又当操作员，饿了只能塞两口面包应付一下。飞机降落后，成员们在十分钟内完成了停机、充电等任务，赵德龙和大家拿酒精擦拭起这些宝贝仪器，并拿罩子罩好。

飞行团队人员维护试验仪器

赵德龙和团队成员期待课题结束后，还可以继续“穿云破雾”，揭开大气污染背后的秘密。

飞行团队人员合影

中国气象报社 出品

作者：李悦 李一鹏

编辑：赵宁 黄彬 王素琴

图片提供：赵德龙

视频：赵宁

审核：段昊书

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