本研究旨在评估无人机在人口密集城区进行长期、高频次气象剖面观测的可行性，验证其数据精度能否满足世界气象组织（WMO）数值天气预报要求，并探索无人机系统作为传统探空气球补充手段的潜力，以填补城市大气边界层观测空白。
研究团队在东京近郊筑波市开展了为期两个月的无人机大气观察，每日两次使用三种不同型号无人机（中型六旋翼气象无人机、中型及小型商用无人机）搭载温湿压风传感器，在900米高度内进行垂直剖面观测；数据实时传输至WMO中央数据库。对比探空气球、风廓线雷达等传统设备发现，无人机温度偏差<0.3K、湿度偏差<1.5%、风速偏差<0.6m/s，均达WMO高分辨率预报数据标准；数据传输耗时<30分钟，满足业务化时效需求。
同时，研究也指出了当前存在的一些问题，如PF2因太阳辐射影响有系统性暖偏；Mavic3受风速限制，操作复杂；在城市区域运行方面，面临飞行高度受限、空中交通拥堵、安全区不足等问题。
该研究首次系统验证了无人机在复杂城市环境长期气象观测的可靠性与精度，为构建低成本、高时空分辨率的全球观测网络提供关键技术支撑。未来需进一步评估无人机探测数据在不同季节和天气条件下的质量，开发更先进的实时数据处理方法，制定无人机在城市化地区操作的指南和规范，以及利用无人机探测数据进行数值天气预报的个例研究，以评估其效益。相关研究以Operational Capability of Drone‐Based Meteorological rofiling in an Urban Area为题发表在Journal of Geophysical Research: Atmospheres期刊本研究旨在评估无人机在人口密集城区进行长期、高频次气象剖面观测的可行性，验证其数据精度能否满足世界气象组织（WMO）数值天气预报要求，并探索无人机系统作为传统探空气球补充手段的潜力，以填补城市大气边界层观测空白。
研究团队在东京近郊筑波市开展了为期两个月的无人机大气观察，每日两次使用三种不同型号无人机（中型六旋翼气象无人机、中型及小型商用无人机）搭载温湿压风传感器，在900米高度内进行垂直剖面观测；数据实时传输至WMO中央数据库。对比探空气球、风廓线雷达等传统设备发现，无人机温度偏差<0.3K、湿度偏差<1.5%、风速偏差<0.6m/s，均达WMO高分辨率预报数据标准；数据传输耗时<30分钟，满足业务化时效需求。
同时，研究也指出了当前存在的一些问题，如PF2因太阳辐射影响有系统性暖偏；Mavic3受风速限制，操作复杂；在城市区域运行方面，面临飞行高度受限、空中交通拥堵、安全区不足等问题。
该研究首次系统验证了无人机在复杂城市环境长期气象观测的可靠性与精度，为构建低成本、高时空分辨率的全球观测网络提供关键技术支撑。未来需进一步评估无人机探测数据在不同季节和天气条件下的质量，开发更先进的实时数据处理方法，制定无人机在城市化地区操作的指南和规范，以及利用无人机探测数据进行数值天气预报的个例研究，以评估其效益。相关研究以Operational Capability of Drone‐Based Meteorological rofiling in an Urban Area为题发表在Journal of Geophysical Research: Atmospheres期刊。
