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無(wú)人機(jī)不只是送快遞 還可進(jìn)行龍卷風(fēng)預(yù)警
2017-07-10 10:04:27 來源 : 好奇心日?qǐng)?bào)(北京)????????中國(guó)國(guó)際警用裝備網(wǎng)訊：從15分鐘的預(yù)警時(shí)間提升到1個(gè)小時(shí)，綠野仙蹤的故事可能不會(huì)再發(fā)生。
和颶風(fēng)相比，龍卷風(fēng)的局部破壞力更大，而且形成更加迅速。
在美國(guó)，平均每年有60多人死于龍卷風(fēng)，和它驚人的破壞力比起來，很難提前預(yù)測(cè)才是龍卷風(fēng)成為前五大自然災(zāi)害的原因。
在1980年代，對(duì)于龍卷風(fēng)形成的預(yù)警時(shí)間只有3分鐘，主要依靠多發(fā)地帶的人工目測(cè)。
直到1988年多普勒氣象雷達(dá)的引入，可以發(fā)現(xiàn)形成龍卷風(fēng)的鉤狀回波，提前預(yù)警的時(shí)間才增加到大約15分鐘。但是龍卷風(fēng)預(yù)警的誤報(bào)率一度高達(dá)80%。
主要是因?yàn)辇埦盹L(fēng)形成時(shí)，有些時(shí)候鉤狀回波并不明顯。但隨著對(duì)于龍卷風(fēng)形成時(shí)候氣象信息的研究，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在形成前兩個(gè)小時(shí)，龍卷風(fēng)核心地區(qū)的氣流會(huì)產(chǎn)生大量低頻聲音。但這種聲音的頻率太低，人們根本無(wú)法聽見。
在嘗試了幾次駕車采集失敗后。俄亥俄州立大學(xué)工程學(xué)院教授Jamey Jacob把目光放在了那些靈活的四軸和固定翼無(wú)人機(jī)上。
他和他的團(tuán)隊(duì)把低頻麥克風(fēng)、傳感器，以及攝像機(jī)安裝在改裝過的無(wú)人機(jī)上，在上個(gè)月開始配合氣象雷達(dá)追蹤美國(guó)平原上多發(fā)的龍卷風(fēng)。
通常，颶風(fēng)等大型風(fēng)暴系統(tǒng)的形成比較緩慢，氣象學(xué)家可以從衛(wèi)星和雷達(dá)上觀察到高空中風(fēng)暴的形成和移動(dòng)過程，但龍卷風(fēng)的規(guī)模更小，主要是地面和風(fēng)暴云層之間的氣流相互作用形成。目前的天氣雷達(dá)沒辦法監(jiān)測(cè)這個(gè)高度的氣象活動(dòng)，而通過已有的風(fēng)暴區(qū)域預(yù)報(bào)，Jacob教授可以控制無(wú)人機(jī)直接飛到目標(biāo)區(qū)域。在最近的幾次嘗試中，他們成功地采集此前無(wú)法到達(dá)區(qū)域內(nèi)的低頻聲音信號(hào)、壓強(qiáng)、溫度和濕度等信息。
“通過研究無(wú)人機(jī)傳輸回來的這些信息，可以使龍卷風(fēng)的預(yù)警從15分鐘，提高到1個(gè)小時(shí)，甚至更多，同時(shí)誤報(bào)率也下降了20％。”Jacob教授解釋說，“更關(guān)鍵的是，現(xiàn)在我們可以在更安全的位置來研究龍卷風(fēng)的形成了。”
目前對(duì)于颶風(fēng)的研究主要靠在地面布置傳感裝置來收集信息，一旦龍卷風(fēng)沒有在布置的區(qū)域內(nèi)形成，或者傳輸信號(hào)丟失，預(yù)警的能力就大幅下降。
但無(wú)人機(jī)監(jiān)控龍卷風(fēng)也面臨著一些棘手的問題。
颶風(fēng)、冰雹、地面掛起來的碎片，一旦無(wú)人機(jī)在風(fēng)暴中受到嚴(yán)重的損壞，對(duì)于信息的采集和預(yù)警都會(huì)被中斷。
Jacob教授和他的團(tuán)隊(duì)目前在研究通過輕便和堅(jiān)固的復(fù)合材料來改裝無(wú)人機(jī)，確保可以承受暴風(fēng)雨和時(shí)速達(dá)到120英里的風(fēng)速。
成本也值得考慮，雖然這個(gè)項(xiàng)目是由國(guó)際科學(xué)基金會(huì)撥款600萬(wàn)美元中的一部分。但所有記錄風(fēng)速、聲音、濕度的傳感器部分的成本就已經(jīng)高達(dá)2500美元，這還不包括安裝和維護(hù)接受數(shù)據(jù)的傳感部分的成本。
而且美國(guó)政府開始加強(qiáng)對(duì)于無(wú)人機(jī)的管控，民航監(jiān)管機(jī)構(gòu)FAA針對(duì)無(wú)人機(jī)的注冊(cè)系統(tǒng)也在討論中。
早在2016年，Jacob教授就開始了固定翼無(wú)人機(jī)收集氣象信息的研究，而美國(guó)航空航天局Ames研究中心也在嘗試用無(wú)人機(jī)上的傳感器來預(yù)報(bào)城市里面準(zhǔn)確位置的天氣信息。
無(wú)人機(jī)不只是送快遞，它還有更多可以挖掘的領(lǐng)域。
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