台风vs人类 论科技游击战术的演变

每年七八月份,台风肆虐,给沿海城市带来风暴,严重影响人民生活。如果台风风力等级过高,会带来洪水、山体滑坡、泥石流等灾害,田地房屋被淹没,危及生命财产安全。

近期14级强台风“烟花”登陆浙江舟山普陀沿海,绍兴、宁波的低洼村庄被洪水淹没,变成一片汪洋。浙江和上海的警戒级别也达到了红色警戒级别。许多地方经历了暴雨并引发了洪水,洪水受到了严重影响。台风烟花从未停止。最近,它们继续困扰着北方的山东,影响时间长,范围广。

除了“烟花”,最近的台风还包括风力较小的“查帕卡”和“尼伯特”。Chapak已经登陆广东,影响不大,但也带来了大量降雨和水汽云。不过,“尼伯特”号已经降落在日本宫城县,由于降雨和大风,一些赛艇和射箭项目已经改期。日本气象厅也呼吁人们防范可能的洪水和山体滑坡。近期河南出现暴雨洪涝、三台大风干扰等多种气象灾害。在台风、暴风雨和洪水面前,人类像泥土一样渺小。

天地无情,万物为狗。在历史的长河中,面对自然,人类科技对抗台风的历史只有短短的百年。人类引以为傲的现代科技发展在台风的破坏力面前不值一提,但前人的野心却不这么认为。在抗击台风的历史上,这种狂妄的想法就出现了。

消灭台风,失智的野心

第一颗核弹成功爆炸后,提出在台风眼中心引爆核弹,利用核弹爆炸的威力,炸毁热带气旋,消灭台风。想法天真美好,现实很尴尬。相比台风的能量,核弹简直是自不量力。改变台风的能量需要引爆数百枚核弹。最重要的是这么多核弹爆炸后的核辐射可以通过风的扩散直接毁灭人类。自杀消灭台风,让这种荒诞的声音迅速消失。

20世纪40年代,美国科学家文森特谢弗(Vincent Schaefer)用干冰成功制造了人工降雨和降雪,科学家们也想出了一个新点子:云和飓风的形成都与水汽凝结有关,云是可以控制的,那么飓风有可能吗?

因此,美国通用电气公司、美国陆军、海军和空军联合发起了“风暴之怒项目”,试图将适量干冰或碘化银放入风眼中以削弱台风。在一次新兴的飓风中,项目组出动了两架战时重型轰炸机,沿着飓风的雨带播撒了近180磅(约81公斤)的干冰,随后观察了飓风的变化,没有想到会造成人为灾难。飓风的路径远离陆地,转向并直接降落在格鲁吉亚,造成巨大损失。在公众的谴责下,该项目被迫关闭。

飓风计划的成功在验证之前就夭折了,参与的研究人员不愿意。在几次飓风袭击后,该项目重新开放,美国投资数百万美元研究类似项目。随着后续观测方法的不断发展,科学家们在实验中发现了一个致命的逻辑漏洞:一个上升气流太弱的台风带来了大量的冰晶。也就是说,在台风中播种干冰或碘化银的实验行为是没有意义的。由于这个漏洞,所有的“人工影响飓风项目”都在1983年被关闭。

飓风计划的失败也是有意义的。人类已经从无力对抗强台风转变为如何巧妙预测和躲避台风。渺小的人类仍然在大自然面前低头,以确保生命的生存,从预警和回避开始。

卫星“捕风捉影”

对台风等极端天气的监测预报具有重要意义。虽然极端天气造成的损失不能免除,但可以提前部署相应措施进行预警,提前减少一些生命财产的损失。

在古代,台风预报一般依靠沿海渔民的经验。台风预测通常基于风向、云层、动物异常等。比如“一桶东风三桶雨”、“东风转北,绳索系屋”等渔民谚语,天空奇奇怪怪。云和彩霞(气象学上称为辐合卷云),大量浅海鱼类浮上来,较大的深海鱼类来到浅海,大量海鸟在陆地上生病。渔民将停止在海上捕鱼,并将船只转移到安全的避风港,以避免灾难。

而现代人利用技术的力量提前预测台风的路径和强度,对台风的预测主要依靠气象卫星的观测。卫星可以进行大范围的观测,并确定云锋、热带气旋和其他系统,特别是在人迹罕至的荒野和无法建立气象站的海洋。卫星发挥了巨大的作用。

先锋2号是人类第一颗气象卫星,由美国于20世纪60年代研制发射,用于获取大气云数据。然而,它在正常工作之前,由于转轴不稳定而死亡,至今仍漂浮在太空中。一年后,美国重新发射了一颗工作气象卫星,成功捕获了气旋和各种云的物理条件和气象数据,确立了气象卫星支持气象预报的可行性。苏联和日本等国家开始发展自己的气象卫星。

随着气象现代化能力的不断提高,我国气象卫星产业也发展迅速。第一艘于1988年成功下水

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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