编者按：

低空经济是以先进空中交通工具为载体，以低空行业应用、低空客货运输为主要生产服务方式，容纳并推动多领域协同发展的极具活力和创造力的综合经济形态，具有新质生产力的显著特征。

在这条万亿元级产业规模新赛道上，低空飞行安全保障至关重要。低空飞行到底有多低？安全飞行面临怎样的气象难题？气象科技又是如何破解并在其中发挥支撑作用？本期科普看台一一解读。

专家顾问 ：

中国气象局边界层气象重点创新团队首席科学家 郭建平

粤港澳大湾区气象监测预警预报中心（深圳气象创新研究院）常务副主任 蔡银寅

低空"飞"行，"飞"在离地多近的天空中？

提到低空飞行，不少人脑海中可能会浮现无人机翱翔在小区上空、低空滑翔伞掠过山谷等场景。但低空飞行到底有多低？不同领域对此的定义可能大相径庭。

一般来说，低空经济领域所涉及的低空空域高度范围是1000米以下，根据不同地区特点和实际需要可延伸到3000米以内的空域。而从我国空域管理和低空经济实际运营角度来看，低空飞行主要涵盖G空域（真高300米以下）和W空域（真高120米以下）。这两个空域贴近地面，是低空经济的核心活动范围。

从空域管理的角度看，300米可以被看作低空飞行的主流上限。当然，低空飞行的“天花板”并非固定不变。根据安全需要，低空飞行，尤其是针对电动垂直起降飞行器（eVTOL）的飞行，也可能向上延伸至600米甚至更高。但从政策法规和管理角度看，300米至1000米这一高度段，算是低空飞行的融合层，并非主流空域。因此，我们可以把低空飞行看作是以G、W空域为主要飞行空间的飞行活动。

值得注意的是，低空飞行与民航、通航存在显著差异，其实是三个不同的领域。民航是以6公里至20公里中的“空中廊道”为主，结合起飞降落两端航路，形成“倒U型”的固定航路；通航则是民航的“缩小版”，主要以通航机场为基准，在民航以下的特定空域活动；而作为低空经济主载体的低空飞行器，主要飞行活动空间集中在陆、江、湖、海等G和W空域，是更贴近日常生活的航空活动。

低空飞行的一大特点是航空器的种类丰富、功能多样。与民航和通航飞机仅有数十种机型相比，低空飞行器的种类众多，仅无人机就有5000个至7000个不同种类或型号，按重量分为大、中、小、轻、微等五大类，这些飞行器的功能、设计、用途各异。例如，大型无人机可执行货物运输、农药喷洒等任务，而小型无人机则广泛应用于摄影、监控等领域。此外，还有载人飞行器，如动力伞、直升机等，在低空经济中扮演着重要角色。

低空飞行离地面近，易受复杂下垫面影响，这决定了低空飞行在很大程度上依赖于精密气象监测和精细气象服务。同时，低空飞行还需要关注地磁暴、电离层扰动、大气电场等“泛气象”因素。这些现象虽然看似无形，但可能对导航、通信等关键系统产生一定的干扰。

尽管低空飞行离地不远，但有着不同于高空飞行的气象需求。只有通过更加精细化的气象服务，才能助力飞行器“克服天气难题”，在离地最近的天空中飞得更稳、更远。（王婉）

“低”空飞行，要防哪些“高影响”天气侵扰？

气象条件是反映低空时域资源多寡的自然因素，是保障飞行安全和飞行效率的关键一环，也是发展低空经济的前置条件。

中国气象局边界层气象重点创新团队首席科学家郭建平介绍，广义上的低空（3公里以下），包括大气边界层（1—2公里）和部分自由大气层，前者是地气之间物质和能量交换的重要场所，一方面，大气边界层内航空器的安全飞行受大气中的云雨，尤其是发展和成熟阶段的对流云及其与周边干气团之间的夹卷影响；另一方面，城市、山地等复杂下垫面可显著改变大气流场，亦是影响低空安全飞行不可忽视的因素。

在珠海唐家港低空气象基础设施智能融合示范点，垂直激光测风雷达可实时监测无人机起降点各个高度的风速风向数据。图/文蔡银寅

粤港澳大湾区气象监测预警预报中心（深圳气象创新研究院）常务副主任蔡银寅指出，风和降水是影响低空飞行的主要天气。风力、风向是影响低空飞行安全和飞行效率的关键因素，如果风力太强，会存在飞行风险，逆风飞行会导致耗电量增加，提高经济成本。同样，降水对低空飞行的影响也很大，当雨量达到中雨以上时，除了部分高性能无人机外，大部分无人机都要禁飞。而其他气象因素，包括能见度、太阳辐射、湿度、气温等，对于低空飞行的影响要视具体情况而定。例如，太阳辐射对具有光扫描仪定位功能的无人机影响较大，气温对全负载高的飞行活动影响较大，而对于有人驾驶的低空飞行活动，在飞行员决断高度之前，能见度决定了其能否目视参照物，进而影响航空器是否正常起飞、落地。

低空飞行安全隐患较多，不利的气象条件是导致低空飞行器安全事故的主因。2020年1月26日，美国篮球运动员科比乘坐的直升机坠毁，事故原因就是大雾和低云。

具体而言，低空风切变、低能见度、强降水、强对流、晴空湍流、积冰等大部分飞行高影响天气，在低空空域都是易发、频发的。

“湍流是影响飞行安全的关键气象因子，包括晴空湍流和对流性湍流，更为危险的是云底和测边界层夹卷产生的对流性湍流。”郭建平说。

晴空湍流是指在对流层上层或平流层下层没有明显对流活动时，由大气不规则的流动所引起的现象，没有明显的视觉特征，不易被气象卫星和天气雷达捕捉，但其紊乱的气流会导致飞行器产生剧烈颠簸，影响飞行稳定性，飞行器上搭载的精密仪器或设备，也易因颠簸出现故障或损坏。对流性湍流出现时，雷暴云中强烈的上升气流和下沉气流，对低空飞行器几乎是致命威胁，飞行器进入这些区域可能出现短时间的急剧失速或控制失效。

微下击暴流的突发性和威力也对低空飞行器构成极大挑战，特别是对于正在起降的飞行器。微下击暴流是局地性强烈下降气流撞击地面后迅速向四周扩散的现象，常伴随雷暴出现，时间尺度为2分钟到10分钟，当强劲的垂直风产生，低空飞行器几乎没有反应时间，极易发生事故。

此外，在南方多雨的区域，雾天也会对低空飞行造成重要影响。相较而言，由于在强对流天气下飞行器一般不会起飞，反而发生事故较少。

实际上，对于不同的地域、不同的气候类型、不同的飞行器，天气影响程度是不同的，在低空发生的概率和处理方式也不同，不能一概而论。

“我们要在了解影响低空飞行安全和效率的主要气象因素基础上，研究清楚这些因素的反馈阈值，比如，对于某种低空飞行器来说，多大风力有危险，逆风多少角度会增加成本，降雨强度多大会导致无法飞行。然后，再考虑哪些天气可能对这些因素产生影响。”蔡银寅说，明确飞行器的技术参数，了解气候特征，针对不同的低空飞行器性能梳理高影响天气类别，并建立低空飞行与天气之间关联的数据库，是一项重要工作。（闫辰宇）

安全飞行，须解多少监测预警科技难题？

低空飞行具有“一高两短”的基本特征，即飞行密度和频次高，单次飞行的时间短，单次飞行的距离短，这主要源于低空飞行器的技术限制和公铁轨道水运等交通方式的替代性等两个方面。而低空飞行“低”的特点，也让其安全运行受到不少高影响天气侵扰。

这些基本特征决定了低空飞行的高影响天气应对不是以预报为主，而是以实况观测为主。一方面，在低空飞行的起降点，实时的气象观测数据是低空飞行活动决策的主要依据。另一方面，在低空飞行的路线上，还要掌握实时的天气状况。因此，低空安全飞行的核心在于起降点的气象观测全覆盖和飞行路线的三维格点气象观测全覆盖。

在实际应用中，低空飞行活动根据实际监测数据做出飞行决定，既是一种规则，也是一个惯例。而天气预报预警信息主要服务于低空飞行的计划和调度，并不能作为实际执行飞行任务的决策依据。经过加工的气象数据，如智能网格数据、模式预报数据、人工智能预报数据产品等，在低空飞行决策和高影响天气防御中处于从属地位。在低空飞行活动中，根据天气情况见缝插针地飞行也会是一种常态。

针对低空飞行中潜在的飞行安全风险及其巨大服务保障需求，气象部门进行了系统且科学的顶层谋划，以科技创新为引领，试图破解低空航危天气监测预警难题。

2024年12月，中国气象局印发《低空经济气象科技创新工作方案（2024—2030年）》，统筹布局重点任务，包括加强低空气象理论和标准研究、建立低空气象立体监测感知和预报预警共性技术体系、发展通航气象支撑保障技术、推进低空经济气象支撑保障技术应用示范、构建低空经济气象创新体系等。

中国气象局边界层气象重点创新团队充分挖掘新型地基遥感垂直观测网络的巨大潜力，聚焦有云覆盖边界层多尺度精细观测，在边界层动力参数高精度反演算法、湍流—对流相互作用等前沿领域取得了一系列可喜进展。

气象部门通过发展边界层关键物理参数反演算法、湍流特征参数协同反演算法，突破了湍流耗散率、外尺度等反演技术瓶颈，解决了惯性副区湍流特征参数廓线反演难题；通过研究不同下垫面对边界层湍流垂直结构及云的影响，发现在弱天气强迫背景下，湍流可显著改变云的形成和发展，地形起伏可导致大气湍流显著增强；通过地基遥感垂直组网观测，揭示全天候边界层动力特征，实现了全天候分钟级边界层动力参数“CT”扫描，解决了降水前高精度边界层动力参数廓线观测资料缺失的难题。

地方相关气象主管部门围绕地方发展低空经济特殊需求，因地制宜谋划和推动相关重大科技项目落地实施，聚焦城市非管制空域起降点和航路危险天气监测预警关键技术，研究低空气象组网优化布局，获取非管制空域内流场关键特征，发展低空风切变和湍流等低空航危天气短临预警关键技术。

粤港澳大湾区气象监测预警预报中心（深圳气象创新研究院）也聚焦低空经济开展了相关研究。包括收集整理研究低空飞行器的数据参数，编制低空飞行器气象阈值数据库；开展低空气象观测模型实验，确认低空气象观测技术方案，探索解决观测问题；做好预报、实况网格等多源数据的融合，将其作为一种气象数据源，通过标准化加工，成为低空“读得懂”的数据；对低空场景进行分类研究，确定不同场景、气候类型、功能需求条件下，相关工程实施方案和产品开发逻辑。（李悦）

低空经济：新风口的全方位探索

低空经济作为新质生产力和新兴产业的典型代表，以其独特的魅力和巨大的潜力，在全球范围内得到广泛关注和快速发展。

在国际上，多国在低空经济领域都开展了富有成效的探索。

2016年，美国联邦航空管理局联合美国航空航天局启动“城市空中交通（UAM）”项目研究，2020年又将UAM拓展为“先进空中交通（AAM）”。美国联邦航空管理局预测，无人机产业将主导美国航空业的未来，消费级无人机市场将逐渐扩张，商用无人机成为发展主线。

欧盟于2020年公布了电动垂直起降飞行器（eVTOL）适航认证的拟议符合性评审方法，2022年制定全球首部城市空中出租车运营监管框架，发布无人机战略2.0等，重在构建低空规则体系。其中，德国在无人机领域的发展处于世界前列，在工业方面实现了无人机设备制造、工业检测与维护、应急救援等领域的发展，在低空物流方面，其快递公司的无人机物流项目和城市空中交通项目取得重大突破，在技术领域逐渐发展成熟，商业应用不断拓展。

此外，日本和韩国等也有一些发展低空经济的积极举措。比如，日本积极推进城市空中交通开发，该国积极研发eVTOL飞行器，探索空铁联运，有望缓解大城市交通拥堵。

中国的低空经济发端于2021年，起步虽然不是最早的，但发展速度非常快。当前，在低空载人飞行器技术发展方面，欧美、中国、日韩等都有多种飞行器种类和实飞经验，处于多元化发展态势。但在中小型无人机方面，中国在产业链供应链体系中占据超过70%的份额，从产能到应用场景等在国际上都处于领先地位。

值得注意的是，欧美的低空经济被视作是一种地面交通和民航的补充，更注重低空的载人活动，而中国的低空经济则是从行业应用开始发育，迅速扩展到当下开始大规模部署低空客货运输，属于全方位的低空经济发展策略。

毋庸置疑，在低空经济领域，无人机和eVTOL飞行器市场的发展潜力巨大，研究显示，两者不仅将在全球低空经济市场中占据重要地位，还将引领低空经济的发展方向。有关低空经济未来发展趋势分析显示，从市场规模看，低空经济正逐步成为新的经济增长点。（路彦）

（责任编辑：曹锐怡）