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扫描天空,寻觅空中的干扰

Reuters

由瑞士牵头的监测网将密切追踪火山灰,以避免未来的欧洲飞机停飞状况。这是项复杂而缓慢的工作,因为主要任务将是协调不下17个国家各气象服务站的协作。

2010年,旅客们头回听说了一座有着无法发音的名字的火山-埃亚菲亚德拉火山(Eyjafjallajökull)。令他们(也令各地播音记者)绝望的是,这座火山只是清了清嗓子,喷发出的火山灰就足以令全欧洲飞机停飞,本来繁忙的天空顿时清静下来。

为了避免这一幕的重演,在小镇拜闫(Payerne)的瑞士气象局(Meteoswiss)所属气象站内,一个名为E-Profile的火山灰监控网络正在悄然启动。

2010年也是在这座城镇,专家们利用强大的激光主导Lidar系统,来对瑞士上空的火山灰云与灰尘密度进行监测与分析。

在这个阳光特别明媚的春日,周围安静到可以听得出一排排室外监控设备旁的蜂鸣。瑞士气象局的多米尼克·许菲叶(Dominique Ruffieux)指着一个难以形容的蓝色箱子说,它将和测风雷达一起,成为监控网的基本组件。

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它利用紫外线光源来测算云底高度和空中悬浮微粒的存在,例如大气中的火山灰(详见相关视频)。“这些云幂测量仪比Lidar系统便宜得多,但可以指望它来为我们完成同样的工作,”许菲叶告诉瑞士资讯swissinfo.ch。

目前的想法是在欧洲各地安装这种云幂测量仪(见视频),借助几套Lidar仪器来校正测算结果。

据国际民航组织透露,2010年埃亚菲亚德拉火山喷发后,空中安全监管部门命令数千架飞机停飞近一周时间,造成各航空公司高达18亿美元左右的营业损失。

无独有偶,一年后冰岛的另一座火山-格里姆火山(Grímsvötn),再次影响了欧洲的航空运营。

在两次喷发期间,空中安全专家手边都缺乏火山灰在欧洲上空漂浮的数据资料。

瑞士气象局的多米尼克·许菲叶称,新的监控网是“政治经济必然性的产物”。

成本封顶?

这一切的成本会是多少?到目前还很难回答。监控网本身的投资并不高,今后5年内每年据估计仅为20万瑞郎(约合127万元人民币)左右。

“这笔钱不会用在监控网的硬件建设上,”拜闫气象站站长贝特朗·卡尔帕尼(Bertrand Calpani)透露:“资金只会用来加强欧洲各气象服务站的协作。”

设备安装由各国气象局自行出资,并自主决定需要购买的设备,例如德国的国家监控网已近完成,而其它国家才刚刚开始。

实际的难题在于有17个国家参与项目,却各有各的设施配置。“因为结果各异,我们就需要加强协调,以保证向各航空公司、机场和航空部门提供一个良好的产品,”许菲叶补充。

尽管大家似乎都认为有必要建立一套欧洲大陆监控系统,着手进行却花了3年的时间。

“在考虑大陆协调之前,首先得实现国内在测量方面的协调,例如对火山灰云的测量,”他指出:“自2010年火山喷发后,大部分努力集中在建立国内系统之上。”

为强调困难程度,他解释说,光有知识还是不够。

“2010年……我们实时探测到火山灰云的终止,但实际上由于协调问题,瑞士各机场直到两三天后才重新开放。对各航空公司而言,延迟的代价极其昂贵。”

虽然瑞士气象局是E-Profile项目的领导机构,但英国国家气象局却是负责对全欧洲资料作收集与再分配的中心。

全世界有500多座活火山。

火山喷发影响航线运营、造成机场关闭的例子:

1980年-美国圣海伦火山

1982年-印尼加隆贡火山

1991年-菲律宾皮纳图博火山

1997年-墨西哥波波卡特佩特火山

2010年-冰岛埃亚菲亚德拉火山

2011年-智利普耶韦-科登·考列火山

2011年-冰岛格里姆火山

截止2010年,共有94起经确认的遭遇火山灰事故,其中79起有某种程度的引擎或机体损坏,9起涉及至少一个引擎在飞行途中熄火。

 

(来源:国际民航组织)

危险密度

对气象专家来说,实时跟踪事态进展非常关键,要能准确预测火山灰云进入和离开本土上空的时间,令有关机构可以尽早安全开放机场。

但是他们也希望仔细地监控灰云密度。“我们必须知道其密度是否高到会毁坏机体的程度,”许菲叶补充说:“因为这涉及到纵向测量,因而更为复杂。根据测量结果,可知飞机是否会受到影响。”

如果密度过高,飞机引擎有可能受到严重损坏甚至熄火,令飞行安全无法得到保障。

2010年尚无测量火山灰云横向与纵向分布的可能。要确定飞机是否能安全飞行,航空官员依赖于一系列的试飞,和对灰云密度与构造资料的估计。

瑞士联邦民用航空局(FOCA)告诉瑞士资讯swissinfo.ch,该局对监控网未来几年的发展表示欢迎,尽管不会仅仅依赖于该网提供的资料。

“欧洲监控网进行的测量可以给出火山灰云的高度与厚度,但对灰云密度只能提供非常有限的分析。要作出全局性了解,还是需要飞行测量,”该局指出。

联邦民航局有自己的一套飞行探测平台,只需几小时就可安装在双螺旋桨飞行器上,根据飞行要求,来确定火山灰主要集中在低、中还是高海拔区域。

然而该监控项目的科研人员与气象专家都相信,这套系统能够提供良好结果,成为其它地区的模范。

“这是个示范性项目,”卡尔帕尼介绍:“日内瓦的世界气象组织可能会以此为例,向世界其它地方展示可做的工作,例如火山活动频繁的南美洲或亚洲。”

E-Profile项目依靠两种测量:一种涉及到欧洲各地现有的风速分析雷达,可以确定灰云的移动方向;另一种则由分布于欧洲大陆的大约200台云幂测量仪进行,可以监测大气中的悬浮颗粒与火山灰的存在情况。将两种信息合到一起,就能给出灰云的高度与动向。

E-Profile项目还是涉及面更广的欧洲项目EUCOS的组成部分,后者旨在优化欧洲大陆的气象观察。

在接下来的两年里,E-Profile项目组将考察再次发生火山灰云侵扰欧洲时的技术与行政解决方案,之后三年将用来调试系统。监控系统最早可以2017年投入运营。

(译自英文:小雷)

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