在自然的絕對力量面前，科技能發(fā)揮什么作用？
作者 | 張核
制圖 | 王澤華
編輯 | 楊楊 劉景豐
誰也沒想到，一場暴雨會在半天內(nèi)演變成一場災難。
7月20日早晨，鄭州出門上班的市民收到幾條暴雨紅色預警，但在多雨的季節(jié)，這就像一種例行提示，大多數(shù)人并未在意；但到了當天16點至17點之間，鄭州市一小時降雨量超200毫米。往常這是雨季一個月的雨量。
突如其來的暴雨，幾乎讓整座城市陷入汪洋。截至7月25日12時，暴雨及洪澇造成河南省1144.78萬人受災，63人死亡，5人失蹤，通信、電力、水力等多處基礎(chǔ)設施遭到破壞。
暴雨尚未停止。根據(jù)河南省氣象臺預報，7月26日至28日，省內(nèi)大部分地區(qū)仍有持續(xù)降雨，東南部地區(qū)還有可能繼續(xù)遭遇短時強降水。
在暴雨災害過后，很多人將災害的原因之一歸咎為預警不夠。但根據(jù)河南省氣象局副臺長蘇愛芳的說法，氣象局在7月13日就關(guān)注到暴雨氣象，并且在7月16日9時50分就發(fā)布了河南省的第一次暴雨橙色預警信號。
從結(jié)果看，這并沒有減弱洪災的破壞力?？萍剂α吭谧匀粸暮γ媲啊笆ъ`”了嗎？為什么暴雨預警沒能喚起足夠高的防災意識？什么樣的技術(shù)幫助人類減緩極端天氣帶來的影響？
暴雨洪災，是極端天氣之一。實際上，全球都在遭遇極端天氣，在河南暴雨開始的前一周，歐洲各國也遭遇了罕見的暴雨災害，德國、奧地利、比利時等多地受災嚴重；過去七個月中，已經(jīng)先后出現(xiàn)了北美寒潮、澳洲洪水、美國墨西哥高溫旱情。
全球頻發(fā)的極端氣象，正考驗著當下的科技時代。除了預警之外，科技在應對自然災害中還能起什么樣的作用？在此時討論這個問題，顯得愈加必要。
在16日首次發(fā)布暴雨預警之后，河南氣象臺的預警一直沒有停過。從16日到19日，河南氣象局日均發(fā)布5條以上預警信息。
只不過，預警程度在黃色、橙色、紅色中多次變化。了解氣象知識的或許明白，短期內(nèi)的氣象預測由于瞬時變化多，因此精準預測的難度很大。
7月20日早上8點，河南氣象局再次發(fā)出暴雨黃色預警，嚴重等級三級；當日上午9點，暴雨預警升級至紅色，嚴重等級一級，此后更是連發(fā)五條紅色預警。
但對中原地區(qū)居民來說，雨季收到暴雨提醒是一件頗為平常的事情，這些預警并沒有讓大部分市民做好應對措施。
直到當天下午，一場罕見的特大暴雨襲來。據(jù)央視新聞7月20日晚18點消息，河南嵩山、新密、新鄭、登封、偃師5個氣象站當日降水量記錄已經(jīng)突破有記錄以來的極值。
河南嵩山國家氣象站始建于1956年，自有記錄以來，該氣象站所承擔的監(jiān)測范圍內(nèi)，省內(nèi)的年平均降水量大約為800毫米。但僅在7月19日6時至20日15時之間，河南新中鎮(zhèn)的降水量已經(jīng)達到了609.1毫米。
而根據(jù)中國氣象局規(guī)定，24小時內(nèi)降雨量在50毫米以上，即為暴雨。
這么大的降雨量，為什么沒能提前做出精準預測？
四川省氣象局原副局長馬力接受媒體采訪時提到，天氣變化是瞬間過程，但短時預報的誤差性太強，越到臨近時間，降雨的范圍和強度其實越是隨機的，也越考驗我們的觀察能力。
而鄭州此次面對的降雨情況，非常罕見，由于過去缺乏經(jīng)驗積累，很難準確預報。
對于氣象稍有了解的或許知道，定點、定時、定量的準確預測是暴雨天氣預測技術(shù)中仍未解決的難點。中國氣象局預測減災司副司長翟盤茂曾經(jīng)表示，大氣運動的每一個環(huán)節(jié)都存在某些不確定性，盡管在各國氣象領(lǐng)域，幾乎都應用了最先進的計算設施，但要想提高天氣預報的準確率仍是一個世界性難題。
國內(nèi)知名的“天河二號”超級計算機，其中的一部分算力就是用在天氣預報上。如今的天氣預報，其實是預報模型與氣象數(shù)據(jù)傳到天河超級計算機上，通過計算得出的預報結(jié)果。由于天氣情況是由巨量的動態(tài)參數(shù)決定的，比如濕度、壓力、海拔、地形等等，因此隨機性較大。一般來說，在天氣系統(tǒng)性比較強的情況下，氣象模式算出來的結(jié)果比較準確。
目前氣象預報中采用的技術(shù)，如雷達和衛(wèi)星云圖，解決的是預測是否有極端天氣發(fā)生的問題。而降水量是50ml還是200ml，在雷達和衛(wèi)星云圖上，幾乎看不出差別。
此外，根據(jù)中央氣象臺報道，這次暴雨受西太平洋臺風“煙花”的影響。因此要更準確地預測這次降雨量，起碼是要獲得亞歐范圍內(nèi)的大氣環(huán)流強度，但現(xiàn)實的情況是，很多地區(qū)的站網(wǎng)建設情況較落后，能獲得的資料并不充分。
因此，現(xiàn)在的高科技，在精準的暴雨預測中仍面臨諸多困難。
如果現(xiàn)實條件是不可抗力，那么預警體系可以看作人為可控因素。
“是有收到預警，但沒有人會想到20號下午就會那么大，也沒人會因為暴雨預警不上班的。這是暴雨預警，又不是洪水預警。” 收到短信預警的一位鄭州市民告訴「甲子光年」。
事實是，絕大部分普通人，對降雨“50毫米”“100毫米”乃至“200毫米”所造成的后果并不會有明確的認知。從實際情況來看，“100毫米”這一數(shù)字也遠遠低估了此次暴雨的威力。
7月20號當天，不僅氣象局的紅色預警持續(xù)在發(fā)送，根據(jù)河南本地寶消息，下午1點開始，鄭州的東三環(huán)、南三環(huán)多處路段就已經(jīng)因積水斷行。即使是這樣，仍有不少人走上街道，地鐵等公共交通依然沒停運。
而且，一些預警渠道在關(guān)鍵時刻也沒能發(fā)揮好的作用——APP的消息提示優(yōu)先級不夠高，短信、電視、廣播的有效觸及率大不如前，甚至相關(guān)機構(gòu)內(nèi)部的上通下達也需要花費一些時間。
據(jù)南方周末報道，一位鄭州市防汛抗旱指揮部的干部指出，預警不是法律，主要還是建議。員工是否去上班取決于用人單位，不同學校收到停課通知的時間也相差達一天之多，有些學校是在暴雨已經(jīng)成勢的20號下午才收到通知。
盡管預警并不能阻止災害的發(fā)生，但如果能提前幾分鐘甚至幾個小時做出應對，那災害造成的損失將大大降低。以日本為例，作為地震多發(fā)國，在地震來臨的十秒內(nèi)，有一套全國瞬時警報系統(tǒng)。警報系統(tǒng)接入的是運營商系統(tǒng)，也就是說，手機只要有信號，在警報被發(fā)出的時候，就會收到配合特殊鈴聲的最高優(yōu)先級彈屏，電視、廣播等播出內(nèi)容也是立時跳出。
民眾基于應對地震的經(jīng)驗，在收到警報的第一時刻，各部門采取相應的應急措施：使行駛中的列車減速停車、燃氣和電力公司及時關(guān)閉危險設施、人員盡快撤到安全地帶。
此次帶來的教訓是，每一次嚴重災害的預警，都要得到足夠的重視。
在這次暴雨災害中，真正讓災民實地感受到的科技力量，則是在救援中，包括無人機、動力舟橋與機器人、衛(wèi)星監(jiān)測、信息流整合、自動測溫、地理信息技術(shù)等尖端科技讓救援效率大大提升。
無人機系統(tǒng)
7月21日晚，一條消息引起了關(guān)注。中國新型系留無人機天樞-A8投入河南災區(qū)搶險，為災區(qū)提供包括照明、值守等應急保障工作。
當天下午14點22分，翼龍無人機從貴州省安順機場起飛，飛行4個小時后，于18時21分抵達任務區(qū)。同時搭載移動、聯(lián)通、電信三家信號基站的“翼龍”，是中國航空工業(yè)集團有限公司打造的應急救災型無人機系統(tǒng)。
翼龍無人機相當于一個空中基站，可定向恢復50平方公里的移動公網(wǎng)通信，建立覆蓋15000平方公里的音視頻通信網(wǎng)絡。除了恢復通信，還可以完成災害現(xiàn)場探查、應急物資投送等任務。
極端災害發(fā)生時，保障通信就是保障應急救援的“生命線”。失去通信信號會導致求助信號無法發(fā)出，搶險救災現(xiàn)場的指揮調(diào)度無法展開。
洪災中，應急通信車無法進入，斷水、斷電、斷網(wǎng)，對通信光纜的接續(xù)搶修更是無法進行。
7月21日下午18:21，翼龍無人機到達鞏義市米河鎮(zhèn)的通信中斷區(qū)，通信開始恢復。不過受翼龍無人機滯空時間限制，此次公網(wǎng)恢復時間只有五小時。22號，翼龍在補充燃料后再次出發(fā)，為鄭州城區(qū)正東的中牟縣的阜外華中心血管病醫(yī)院的救援工作提供網(wǎng)絡保障。
動力舟橋與機器人
7月23日上午7時，兩架長40米寬8米的動力舟橋，在河南新鄉(xiāng)市的積水水面上架設完成。四個小時后，1000多名被困村民完成緊急轉(zhuǎn)移。
被稱為“生命之舟”的動力舟橋，單次可載450人，對比之下，救生皮筏一次只能乘最多6人。洪災之中，動力舟橋可以做到快速架設、安全承重，此前已在安徽池州、江西鄱陽問桂道決堤救援中發(fā)揮巨大作用。
動力舟橋還可以直接運送挖掘機、推土機等大型機械，有效解決涉水搶險難題。
圖源：應急管理部
提供了動力舟橋設備的中國安能，同時還帶來了僅需三人就能架設、操作的“龍吸水”抽排設備，可以在1小時可以抽干100個游泳池，每小時排5000立方米。
7月21日，救援人員抵達鄭州積水較深的京廣北隧道口，展開抽排水作業(yè)。隧道共長約4.9公里，初步預計排水50萬立方米。截至當天下午3時40分，龍吸水已連續(xù)抽排水3小時，總抽排量近1萬立方米。
此外，118臺“海豚一號”救生機器人也于21日凌晨2時抵達鄭州開展救助工作。救生機器人只需一位救援人員在岸上或船上即可操作，航行速度3米/秒，可承重150公斤，能同時拖拽3個成年人，在溺水救援的“黃金5分鐘”內(nèi)，救援效率與質(zhì)量都遠優(yōu)于人力。
2020年7月，“海豚一號”就曾投入到江西、湖北等地參與抗洪救災，拯救落水人員。
衛(wèi)星監(jiān)測
中國在太空的朋友也參與了此次地面救援。7月21日起，我國的風云氣象衛(wèi)星與高分辨率對地觀測高分二號衛(wèi)星同時將視野對準河南上空，實時監(jiān)測河南雨勢、雨情變化，為實時天氣形勢研判和后續(xù)災情評估提供高技術(shù)天基觀測支持。
據(jù)媒體報道，高分衛(wèi)星在21日內(nèi)成像2次，獲取災區(qū)有效數(shù)據(jù)3景，共享歷史數(shù)據(jù)3景，這些數(shù)據(jù)在第一時間提供給應急管理部、國家減災中心等8家單位，用于洪澇監(jiān)測和災后評估。
衛(wèi)星定位、探測技術(shù)在抗震救災中的應用已經(jīng)相對成熟。2008年汶川地震時，北斗系統(tǒng)就在通信中斷、道路不通的緊急情況下，完成了空間定位、時間基準等災情信息的搜集與傳送。
國外已經(jīng)形成了相對成熟的衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)鏈。美國太空技術(shù)公司SpaceX推出“星鏈”計劃，完整版“星鏈”計劃衛(wèi)星總數(shù)將達到 4.2 萬顆 。其中，高軌衛(wèi)星的主要應用就主要解決導航定位、應急通信的問題，中軌衛(wèi)星、低軌衛(wèi)星則主要用于衛(wèi)星移動通信、互聯(lián)網(wǎng)接入服務。
在近日的德國洪災中，SpaceX的星鏈衛(wèi)星就已發(fā)揮作用。萊茵蘭-普法爾茨州內(nèi)，由于大量移動基站被沖毀，因此目前移動通信并未完全恢復正常。SpaceX通過設立星鏈天線設備，提供完全免費的衛(wèi)星寬帶服務，為當?shù)鼐葹奶峁┩ㄐ疟Ｕ稀?/span>
信息流整合
7月20日晚上，網(wǎng)友manto創(chuàng)立騰訊共享文檔《待救援人員信息》，24小時內(nèi)這份文檔被上千網(wǎng)友自發(fā)維護；人民日報客戶端、微信、支付寶、高德地圖等多個app內(nèi)上線求助信息小程序，雜亂而龐大的信息流被有條理地收集、歸類，點到點的救援效率提升。
高德地圖在2020年7月就上線了“積水地圖”，在此次鄭州暴雨前期，該功能的作用是及時提醒路面司機繞行危險路段。在此次洪災中，高德地圖在緊急更新“積水地圖”功能后，用戶不僅可以在平臺看到道路積水情況，還能獲得周邊避難場所的位置信息、救援隊電話等資訊，同時還可以通過聊天室發(fā)布即時求助信息。
暴雨之后，除了封路斷行、路面積水，道路還有可能存在障礙物、塌方等情況。因此，高德還上線了“險情上報通道”。該系統(tǒng)后臺聯(lián)結(jié)著鄭州交警使用的“全境智能安全應急大屏”，用戶上報的險情信息，會第一時間成為交警進行災情研判、指揮調(diào)度的信息支持。
觸及不到尖端科技的普通民眾們，也在通過互聯(lián)網(wǎng)、共享文檔、實時求助小程序，盡力讓每一個求助信息有回應。
自動測溫、地理信息技術(shù)
隨著洪災慢慢平息，科技在災后重建中的作用越來越凸顯。無人機消殺、自動測溫系統(tǒng)等防疫措施已開始在鄭州災區(qū)部署。
地理信息技術(shù)是災后重建的重要手段，可以為災后重建規(guī)劃提供信息支撐。
以交通為例，在對四川地震中受災嚴重的川九路進行重建時，四川省公路設計院公司基于地理信息云平臺和地理空間信息技術(shù)，整合了沿線地形、地質(zhì)災害、交通道路及環(huán)境等數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了地理空間信息數(shù)據(jù)的三維可視化，同時通過對重點路段的情況進行分析，為重建后的運營持續(xù)提供數(shù)據(jù)支持。
END.
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