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饕餮台风vs人类,科技游击战术的进化

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每年的七八月是台风肆虐的季节,给沿海的城市带来了暴风雨,严重影响人们的生活。台风风力级别过大的话,会带来洪涝、山体滑坡、泥石流等灾害,田地房屋被淹没,危及生命、财产的安全。

最近的14级别的强力台风“烟花”在浙江舟山普陀沿海登陆,绍兴、宁波地势低洼的村庄被淹,变成一片汪洋。浙江和上海等地的预警级别也达到了红色级别的警戒,多地接连暴雨并引发洪涝,受灾严重,台风烟花一点也不消停,最近又北上继续祸害山东,影响的时间长、区域还特别广泛。


除了“烟花”外,最近的台风还有风力较小的“查帕卡”和“尼伯特”,查帕克已经在广东登陆,波及的影响范围较小,但是也带了不少的降雨和水汽云团。而“尼伯特”现已在日本宫城县登陆,降雨和狂风导致部分赛艇和射箭项目改期,日本的气象厅也在呼吁民众进行防范可能的内涝洪水和滑坡等灾害。最近的气象灾害不少,河南暴雨洪涝、三台风又掺和扰乱,人类在台风、暴风雨、洪水跟前渺小如草芥。

天地不仁,以万物为邹狗,在历史的长河中,大自然面前,人类对抗台风的科技史也仅有百年之短,人类引以为傲的现代科技发展在台风的摧毁力跟前不值一提,但是前辈的野心不这么想,在对抗台风的历史上,出现了这种狂妄的想法——干掉台风。

消灭台风,失智的野心

在第一颗核弹爆炸成功后,有人提议,将核弹在台风风眼中心引爆,利用核弹爆炸的威力来炸毁热带气旋,消灭台风。想法很天真美好,现实很打脸,跟台风的能量相比,核弹简直是螳臂挡车自不量力,改变台风的能量需要引爆成百上千的核弹,最主要的是这么多的核弹爆炸后的核辐射经过风的扩散,直接能够毁灭人类。自杀式的消灭台风,让这个荒谬的声音很快销声匿迹。

20世纪四十年代,美国科学家沙佛(Vincent Schaefer)成功用干冰制造出了人工降雨和降雪,科学家们也由此产生了一个新的想法:云与飓风的形成都跟水汽的凝结相关,云可以被控制,那么飓风是不是也有可能?


于是美国通用电气公司、美国陆军、海军、空军联手启动了“人工控制飓风计划”(Project Stormfury),试图在风眼中投入适量的干冰或者碘化银来减弱台风。在一个正在形成的飓风中,项目组出动了两架战时的重型轰炸机沿着飓风的雨带撒播了将近180磅(约81公斤)的干冰,然后观测飓风的变化,不曾料到制造出了一场人祸。本来路径已经远离陆地的飓风转向,直接在佐治亚州登陆,造成了巨大的损失,在公众的谴责下,项目被迫关停。

飓风计划的成功性还未被验证就夭折了,参与的研究人员不甘心,在后续几个飓风袭击后据理力争,项目又重新开启,美国又投入了数百万美元来进行类似项目的研究。后续观测手段的不断发展,科学家们发现了该实验的一个致命逻辑漏洞:上升气流太弱的台风中自带大量冰晶。也就是说在台风中撒播干冰或者碘化银的实验行为没有任何意义。由于这个漏洞出现,所有关于“人工影响飓风计划”都于1983年被关停了。

飓风计划的失败也不无意义,人类从自不量力的正面对抗强势的台风转变为,如何迂回巧妙的预测和躲避台风,渺小的人类还是乖乖在大自然面前低头,保证生命的存续,从预警与躲避开始。

卫星“捕风捉影”

对于像台风这种极端气候的监测和预报意义重大,虽然不能免除极端气候带来的损失,但是可以提前预警部署相应的措施,未雨绸缪减少部分生命、财产的损失。

在古代,台风的预测一般依赖于沿海渔民的经验,常根据风向、云层、动物异象等预测台风,比如“一斗东风三斗雨”“东风转北,搓绳缚屋”等渔民谚语,天边异样的如乱丝般的云朵彩霞(气象学上称辐辏状卷云),大量浅海鱼类上浮,较大的深海鱼来到浅海,大量海鸟向陆地疾飞等,都预示着台风即将来临。渔民会停止出海打渔,将船只移至到避风港躲避灾难。

而现代人,借助技术的力量,来提前预知台风的路径和强度,台风的预测主要依赖于气象卫星的观察。卫星可以大范围观测,确定云锋面、热带气旋等系统,尤其在人迹罕至的荒野,无法设置气象站的海洋,卫星起了巨大的作用。

人类的第一颗气象卫星“先锋2号”是由上世纪六十年代美国研制发射的,用于获取大气云层的情况数据,但是还未正常工作便因自转轴不稳的技术原因而夭折,至今还在太空中漂浮。一年后美国又重新发射了枚可以正常工作的气象卫星,成功的拍摄到了气旋、多种云层的物理状况和气象资料,奠定了气象卫星支持气象预测的可行性,苏联、日本等国纷纷开始研制自家的气象卫星。


随着气象现代化能力的不断提升,我国气象卫星事业也得到了飞速发展。从1988年成功发射第一颗气象卫星实现“从零到一”的突破,再到2016年成功发射“风云四号”A星,多项气象科技“领跑”国际。对于台风和极端天气的观测也发生了质的飞跃,“风云四号”装载的可见光扫描辐射计,可提供500米高时空分辨率图像,可以观览全球热带气旋,反映台风云结构及其演变的精细化动态信息。


(风云四号A星于2018年9月15日监测台风山竹)

根据气象部门数据,风云四号卫星投入运行后,我国对台风、暴雨等灾害性天气的监测识别时效从15分钟提高到5分钟,24小时台风路径预报误差从95公里减小到70公里,达到世界先进水平,监测能力得到国际肯定。

卫星的数据只是一方面,陆地上的气象雷达以及观测站、气象站的数据也非常重要,海、陆方的数据耦合分析对于台风的强度与方向判断也具有很大的作用。通过海上浮标气象站、沿海近岸气象站、海上石油井气象站等的建立,台风的观测视野从陆地扩展到海上,可以更加清晰地监测到台风的风速,把握台风的发展与演变。台风预报的准确正是得益于海陆空观测技术的巨大进步,使得监测收集的数据内容越来越丰富。

60年来,浩瀚苍穹见证了气象卫星从无到有,从弱到强的跨越。气象卫星的发展开拓了人类观测台风的视野,让这个风兽的踪迹变得有迹可循。人类虽然现在没法驾驭台风这个巨兽,但是也会运用其他的智能技术躲避减少伤害。

成长中的新防汛救灾科技

在台风引起特大暴雨,造成城市内涝、汛情时,科技的硬实力也逐渐渗透参与,开始秀肌肉。无论是在宏观层面的指挥调度,还是微观层面的救援,科技的力量无处不在。

在指挥调度方面,技术发展有限的年代,政府领导的指挥调度靠层层上报进行沟通,信息传输太慢且不够全面,到后期的使用电话沟通,如果灾情严重失去通讯能力的话,需要在现场根据灾情情况进行指挥,各方受灾信息的封闭以及一直持续的新变化,不能够及时应对一些场景,错失最佳的救援机会,造成一些生命财产的损失,救援的力度十分有限。

而后期,通讯技术的发展以及多方信息同步的技术更新,多视频实时指挥调度的技术,可以全方位的展现灾情情况,智慧屏幕,安防深度摄像头,AR视频技术可以实时、全景防汛,助力防汛协同指挥。

在防汛形势严峻的情境下,政府可以通过一些安防企业的视频软件平台、AR视频地图,以及分布各地的深度摄像头回传视频,实时、全景掌握现场汛情,开展指挥调度工作。比如海康威视的摄像头通过通信塔挂载监控全景,实时获取彩色高清视频画面,可分析道路积水、水面漂浮物等综合信息,24小时呈现各区域河道情况,助力政府远程调度指挥工作。

除了调度指挥外,在具体的救灾活动中,救援类无人机和作业机器人,也是救援救灾的标配。

无人机技术作为航空应急救援的补充,在许多灾害中都能派上用场,它们能监测灾害现场、绘制地图,还能轻度运送物资。比如在洪涝灾害中,运送一些救生圈、钢索、电池等物资。在洪涝过后,植保无人机还可以对灾区进行防疫消杀。


在此次的河南救灾活动中也能发现无人机的身影,在一些内涝严重的城市,通讯信号与电网失常,救援设备及人员无法快速抵达前线,被困者面临物资短缺、与外界失联的生存危机,无人机作为应急通信保障发挥作用。翼龙-2H应急救灾型无人机系统是航空工业为应急管理部打造的应急通信国家力量,可定向恢复50平方公里的移动工网通信,供受困群众报备现场状况、联系家人报平安。


在这次救援行动中,翼龙-2H除了带去通讯信号进行救援外,机身上配备的航测相机和合成孔径雷达对现场进行灾害勘测,可以将受灾情况及时反馈给调度总部进行分析。救灾无人机的灾情侦查、应急通信保障、应急投送等场景运用使其成为辅助抢险救灾、辅助研判的有效手段之一。


在防汛救灾过程中,传统的人肉救援也有外挂了,救生机器人成为救援人员的最佳帮手,在水中协助快速救援被困群众,救援人员通过远程遥控可以将救生机器人精准快速航行到落水人员中,最多可同时拖拽三个成年人航行。在水下需要执行搜救任务的场景中,比人类更加聪明的水下机器人,可以通过摄像头、声呐、雷达等传感器为救援人员提供水下、管道内环境各项信息。

水泵机器人设备能够在短时间内排除特殊区域的水,如公路隧道、地铁、无电源地区排水等,由于其工作范围大、流量大、机动灵活的特点被广泛使用在防汛灾情现场中。

在圣经中,诺亚依据神的嘱托制造了生命的方舟,在滔天的洪水中挽救了无数的性命,留下了生命繁衍生息的种子。圣经之外,面对宛如饕餮巨兽一般吞噬一切的台风,人类的科技演进还没有掰碎、揉捏台风的实力,观察它、了解它、远离它是目前的主旋律,而我们的“方舟”就是依靠科技的力量,深入研究,尽可能的去保存我们的“火种希望”,尽可能的去减少危害。

面对大自然的力量,人类除了臣服以外,也在依据科技的变化机动的发展,我们亲历了一颗颗卫星的上天,也见识到了无人机、机器人的力量,实实在在的体验到了科技力量为人类服务,科技的“生命方舟”在台风的严酷肆虐中,挽救了更多的生命、减少了财产的损失,其发展已经成为抵御自然灾害的中坚力量,科技“生命方舟”飘摇的未来里,乘风破浪向“豪华游轮”升级是它唯一进化的方向,我们有幸一起见证。

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