飞机还能当气象站?
译自:2014年1月3日【美国】http://www.washingtonpost.com/
编译:工业和信息化部国际经济技术合作中心 江道辉
在美国和加勒比地区上空,美国国家气象局每天会施放两次气象气球,每次102个。依靠气球得到的关键信息来预测天气。原本是为用于火星而开发的技术装备,现在被安装到飞机上,给预报员提供了更多信息,以提高他们的预测水平。
该设备名为WVSS-II,是水蒸气传感器,112架美国飞机安装了此款感应器。但鉴于数据收集要求精确和充足,预计将有更多的飞机安装它。美国每天有87000次航班,帮助天气预测有着巨大的潜力——毕竟我们都想知道天气将如何变化。水蒸气传感器可测量湿度,有助于预报员更精确地预测雷暴、大雾、降雪和冰冷的天气。
“将水蒸气传感器安装到飞机上的初衷,是想看看‘与气象气球相比,它是否足够好?’——实际上,在很多情况下,它比气象气球更好。”西南航空公司首席气象学家Rick Curtis说。“天气预报中,对获取气球探测的高空信息有着很大的需求。”
依靠每天两次施放气象气球,气象学家最终可以得到12小时前的高空信息。在这种方式下,某些需要的数据就不够新。通过飞机获取数据,也很经济。根据世界组织基于飞机观测系统研究团队Frank Grooters的数据,飞机飞行观测数据的成本是施放传统气象气球的5%—10%。
2009年,西南航空公司首先在25架飞机上安装了这一技术装备。此后,该设备日渐成熟。航空公司知道一条航线何时该关闭、风暴过后何时能重启,是必不可少的。因此,大量的最新数据颇受欢迎。87架西南航空公司的飞机安装了水蒸气传感器,在24小时的时间跨度内,记录了48,000条关于风、温度和湿度的数据,比气象气球所能提供的读数更为丰富。自上世纪90年代中期,风和温度的数据虽然一直集中于主要的商业航空公司,但预报人员并没有获得有关湿度数据带来的好处。
Curtis举了个例子。去年年底,预计一场冰暴将袭击达拉斯(Dallas)。在额外数据的帮助下,西南航空的气象学家团队内部意识到,威胁并没有预期那么可怕。
“我们没有被吓一跳,” Curtis说,“我们没有遇到冻雨,生活依旧美好。”
另一家美国公司UPS,也在公司的部分飞机上安装了WVSS-II。托运人对雾天的数据特别感兴趣,因为其货运飞机投入服务通常在日出前后,遇到雾天将会很糟糕。
托运公司最早尝试将水蒸气传感器搭载在公司的飞机上是在1997年。但这些传感器只持续了一个月左右。飞机在一分钟之内从零公里加速到500迈,在40,000英尺的高空航行,温度从90度(华氏,下同)变化到-50度,这导致传感器受到巨大压力。在此背景下,美国航空航天局(NASA)喷气推进实验室为探测火星生命而设计的技术,成为一个完美的解决方案。从实验室剥离出来的SpectraSensors公司,现正在销售WVSS-II。当空气流过连接到机身侧面的一条管,激光测量水蒸气的数据。
WVSS-II虽然在美国已经拥有了立足之地,但还没有推广到其他地方,尽管有世界气象组织(WMO)的敦促。欧洲的德国汉莎航空公司,在三架飞机上配备了WVSS-II。美国以外的航空公司中,仅它采用了这项技术。
在有些国家,航空公司将气象服务交给外部机构,WMO必须吸引这些机构。然后,在当地预报员的帮助下,WMO应试图说服这些航空公司。
“若航空公司没有一点气象知识,这样的说服工作是很困难的。”Grooters解释道。如果公司内部有雇员了解该项技术,并能支持它,那事情就会容易些。
可以看到,从采集水蒸气数据中获益最大的是南美部分地区、非洲、亚太和俄罗斯,这些地区气象气球使用比较少。现有飞机上搭载传感器将是替代气象气球的一个廉价方案。
Grooters预计,未来10至15年,50%的商用飞机将监测水蒸汽。
“只要一两个主要航空公司的在飞飞机搭载了水蒸汽传感器,其他航空公司就会看到并也想参加,”Grooters说。
UPS表示,若结果一再表明,水蒸气传感器的数据是可靠的,公司将把搭载传感器的飞机从现在的25架扩大到237架。Curtis说,他希望西南航空继续扩大计划,现在是约12%的飞机上要安装传感器。
“整个社会受益于这一点,而不只是航空公司,”Curtis说,“这很棒,该数据对大家都有用。”
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