nt topics in microscalemeteorology include heat transfer and gas exchange between soil,vegetat1n, and/or surface water and the atmosphere caused by near-ground turbulence.Measuringthese transport processes involves use of micrometeorological(or flux)towers.Variables often measured or derived include net radiat1n,sensible heatflux,latent heat flux, ground heat storage, and fluxes of trace gases importantto the atmosphere, b1sphere, and hydrosphereish explained.，，( ‘‘微尺度氣象是小于中尺度的短期大氣現(xiàn)象，大約在I千米或更小。氣象學(xué)的這兩個分支有時會被組合在一起稱為“中小尺度天氣學(xué)”(MMM)并一同研宄所有小于天氣尺度的現(xiàn)象；他們研宄的特性通常太小以至難以在天氣圖上描繪。所述特性包括小并且廣泛的浮云“泡(puffs) ”以及其他小的云特性。微尺度氣象控制大氣中大多數(shù)重要的混合與稀釋過程。微尺度氣象中重要的主題包括對土壤、植被和/或地表水與由近地面湍流引起的大氣之間的熱傳遞和氣體交換的測量。測量這些運送過程涉及微氣象學(xué)(miCTometeorologicalM或通量)塔的使用。測量或衍生出的變量包括已闡釋的對于大氣、生物圈、以及水圈重要的凈輻射、感熱通量、地面蓄熱、以及痕量氣體的通量?！?br>[0029]術(shù)語“地理區(qū)域”指世界的一個明確部分。目標(biāo)區(qū)域可以是任何小的預(yù)先確定的地理區(qū)域，包括:郵政編碼、體育場或由全球定位系統(tǒng)(GPS)坐標(biāo)定義出的區(qū)域，在其中為飛行路線使用舉升數(shù)據(jù)。
[0030]術(shù)語“舉升”是指與飛行器的重量直接相反并且將飛行器保持在空氣中的力。舉升由飛行器的各個部分生成，但是，在正?？蜋C上的絕大多數(shù)舉升由機翼生成。參見在線網(wǎng)址(http://www.grc.nasa.gov/ffffff/k-12/airplane/liftl.html)。翱翔飛行器和翱翔鳥類利用上升氣流作為能量源以停留在空中。
[0031 ] 術(shù)語“舉升數(shù)據(jù)”指來自天氣和傳感器的數(shù)據(jù)并且包括數(shù)據(jù)，其中，舉升數(shù)據(jù)包括以下至少一種數(shù)據(jù):1)由溫度導(dǎo)致空氣上升的熱氣流數(shù)據(jù)、2)由于斜坡使空氣被迫向上的山脊上升氣流數(shù)據(jù)、3)山脈產(chǎn)生駐波處的波升氣流(wave lift)數(shù)據(jù)、4)在兩個空氣團相遇處的匯聚上升氣流數(shù)據(jù)、以及5)在不同高度處風(fēng)速差處的動態(tài)翱翔上升氣流數(shù)據(jù)。
[0032]術(shù)語“傳感器”指可以測量外部環(huán)境的物理屬性的裝置，將光、運動、溫度、磁場、重力、濕度、水分、振動、壓力、電場、聲音和外部環(huán)境的其他物理方面的讀數(shù)轉(zhuǎn)換為與可供計算機使用的與舉升數(shù)據(jù)有關(guān)的值。舉升數(shù)據(jù)源自對土壤、植被和/或地表水與由近地面湍流引起的大氣之間的熱傳遞和氣體交換的測量。通常測量得到或衍生出的變量包括對大氣、生物圈和水圈很重要的凈輻射、感熱通量、潛熱通量、地面蓄熱、和微量氣體通量。
[0033]術(shù)語“時間段”指持續(xù)時間，諸如，按分鐘測量的持續(xù)時間，在其中舉升數(shù)據(jù)被認為是相關(guān)的。
[0034]h升氣流源
[0035]參考圖1，展示了使用上升熱氣流的翱翔飛行器102的示意圖100。上升熱氣流取決于太陽能和表面結(jié)構(gòu)的相對加熱。在本示例中，一般的風(fēng)向被示為從左移至右132、134、136。示出了具有耕地的農(nóng)場120、沼澤122和城鎮(zhèn)124三種地理特征。如示出的，在耕地120上方預(yù)報和/或測量到較好的上升氣流140。在沼澤122上方預(yù)報和/或測量到較弱的上升氣流140。如示出的，在城鎮(zhèn)124上方再次預(yù)報和/或測量到較好的上升氣流144。上升氣流有時也可以基于云類型進行預(yù)測。在各個地理區(qū)域上方示出了積云形成階段。具體地，在耕地120上方的地理區(qū)域具有新的積云構(gòu)造150。在沼澤122上方的地理區(qū)域示出有衰退的積云構(gòu)造152。以及，在城鎮(zhèn)124上方的區(qū)域示出有成熟的積云構(gòu)造154。
[0036]圖2是使用山脊上升氣流240 (也稱為斜坡上升氣流)的翱翔飛行器202的示意圖200。山脊上升氣流取決于向應(yīng)為山、山丘、峭壁或山脊線等地理特征吹的風(fēng)。再次，在本示例中，一般的風(fēng)向示為從左移至右232、234、236。在本示例中，風(fēng)因為山脊線220的緣故向上偏轉(zhuǎn)。
[0037]圖3是使用匯聚上升氣流340的翱翔飛行器302的示意圖300。匯聚上升氣流取決于向不同方向吹的空氣團或風(fēng)。在本示例中，示出了在相反方向上行進的兩個空氣團332和334。隨著空氣團交匯，形成了匯聚上升氣流340。再次，如在本文中所論述的其他類型的上升氣流中，云構(gòu)造350可用于幫助預(yù)測和/或測量該類型的上升氣流。
[0038]圖4是使用波升氣流的翱翔飛行器402的示意圖400。波升氣流取決于向應(yīng)該是山、山丘、峭壁或山脊線等地理特征吹的風(fēng)，通常以每小時超過25英里的速度。風(fēng)432、434、436越過山420或其他障礙物的頂部并且在山的相反面向下吹。速度隨著高度440而增加。在山420的背風(fēng)面上，風(fēng)在靠近地面的穩(wěn)定空氣層430處折回并且向上偏轉(zhuǎn)442數(shù)千英尺，直至平穩(wěn)氣團，在那里其再次折向下方444。該波升作用可能連續(xù)發(fā)生多次446、448并且與當(dāng)水流過水流中的水下計程儀時觀察到的相似。
[0039]圖5是使用動態(tài)上升氣流的翱翔飛行器502的示意圖500。對還被稱為動態(tài)翱翔的動態(tài)上升氣流的使用，是通過重復(fù)跨越不同水平速度的空氣團而非通過上升空氣來獲得能量。這樣的高“風(fēng)梯度”的區(qū)域通常太靠近地面，以至于不能供滑翔機安全使用。在本示例中，一般的風(fēng)向示出為在山脊520的頂部上方從左移到右532、534、536。注意，山脊520為可選的。重要的是要注意，在不具有這些山地理特征的情況下，在不同空氣團之間可能會出現(xiàn)界線。在山524的背風(fēng)面，靠近地面540的風(fēng)是不流動的或是靜止的。如所示出的，在不同的空氣團層之間產(chǎn)生了界線542。
[0040]飛行路線通信
[0041]圖6是共享來自多個源的舉升數(shù)據(jù)的三個飛行器602、604、606的示例600。首先，飛行器602、604、606中僅有一個可以根據(jù)本發(fā)明更新飛行路線。其他飛行器可使用不使用在本文中公開的飛行路線信息的飛行路線。簡單起見，假定飛行器602不使用通過本發(fā)明確定的飛行路線。確切地說，飛行器602在無線通信鏈路612上將舉升數(shù)據(jù)共享回翱翔飛行器604，翱翔飛行器604反過來在無線通信鏈路626上將舉升數(shù)據(jù)共享給飛行器606。所述共享的信息可以來自飛行器602上的一個或多個機載傳感器(未示出)。示出了每個翱翔飛行器604和606分別與在無線通信鏈路624上的地面氣象站640以及在無線通信鏈路630上的642進行通信。這些地面站可提供包括天氣數(shù)據(jù)的與上升氣流有關(guān)的數(shù)據(jù)。還示出了在無線通路鏈路622、628和634上與衛(wèi)星650的備選通信。所有的這些均可在全球網(wǎng)絡(luò)上與基站662共享，所述基站662用于協(xié)助飛行路線計算和之前飛行路線的存儲。舉升數(shù)據(jù)可以臨時存儲或永久存儲在飛行器604和飛行器606上、在基站662處、或在其組合中。如圖6中的箭頭所示，飛行器604與飛行器606以及地面氣象站640、642在飛行器604和飛行器606整個飛行中交互舉升數(shù)據(jù)。舉升數(shù)據(jù)源自對在土壤、植被、和/或地表水與近地面湍流引起的大氣之間的熱傳遞和氣體交換的測量。通常測量得到或衍生出的變量包括對大氣、生物圈和水圈很重要的凈輻射、感熱通量、潛熱通量、地面蓄熱、以及痕量氣體的通量。
[0042]還從地面氣象站640、642接收舉升數(shù)據(jù)。飛行器604和飛行器606還將這類大氣信息數(shù)據(jù)中繼至衛(wèi)星650，所述衛(wèi)星650還與地面氣象站640、642通信。此外，飛行器604和飛行器606還可將這類數(shù)據(jù)中繼至一個或多個其他飛行器602，以便協(xié)調(diào)飛行路線和/或位置，共享大氣信息數(shù)據(jù)，并且避免沖突或空域過度擁擠。在飛行器604和飛行器606、大氣信息地面氣象站640、642、衛(wèi)星650與基站662之間持續(xù)且同時地中繼大氣信息部分地構(gòu)成了大氣數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)662。
[0043]圖7是用于飛行路線處理器714的主要數(shù)據(jù)輸入源的示意圖700。飛行處理器714被配備通過網(wǎng)絡(luò)鏈路744與網(wǎng)絡(luò)730進行通信，S卩，接收、處理、傳輸、中繼等。示出的通信地耦合至所述網(wǎng)絡(luò)730的是來自飛行器604和606的機載傳感器的舉升數(shù)據(jù)。來自眾包數(shù)據(jù)706的舉升數(shù)據(jù)也被耦合至網(wǎng)絡(luò)730。還示出了來自其他飛行器712的舉升數(shù)據(jù)以及來自