用IT高科技抗击飓风
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最近，飓风“艾琳”袭击美国，包括纽约在内的十多个州都被袭击，230万居民紧急疏散，数十人死亡。不过，人类可不愿意在自然灾害面前低头。科学家们纷纷着手建立飓风的计算机分析模型和预测模型，除了预测飓风外，改造、击退飓风（飓风也称为台风）也不是梦。
与风暴为伍的飓风猎手
驾驶特制运输机穿越飓风“艾琳”中心，是美军“飓风猎人”（Hurricane Hunter）的专利。在“艾琳”形成的初期，“飓风猎人”就已驾驶着WC-130，冒着生命危险到达了“艾琳”的中心——虽然也可以从卫星和水面浮标上收集到部分数据，但只有使用飞机才能够为预报飓风提供准确的情报。
“飓风猎人”成员都是美国霍姆斯特德空军基地的精英，与置身地面雷达站的专家不同，“飓风猎人”必须近距离追击飓风，忍受气旋中倾盆的暴雨和让人肺腑翻腾的湍流，并寻找风眼（台风范围内气压最低、相对平静，四周为大范围眼壁包围的核心部分）。当他们追逐飓风时，会操纵 WC-130 穿透飓风风眼，在风暴中按斜线飞行 169 公里。飞到斜线的终点后转向左，借用强大的逆时针风力飞行。经过两次穿梭飞行，飓风中心各方位风力可被测量出来，传回位于迈阿密的国家飓风中心的超级计算机，使中心的预报精度提高近30%。
对于气象侦察任务来说，没有任何一种飞机可以取代 WC-130 的地位，大型、稳定、安全、可靠，这些宝贵的品质在风暴中就成为机组人员生命的唯一保障。它的机身由碳纤维材质打造，轻而坚韧，可以承受15 个重力加速度，保证进入飓风之中仍能进退自如。
1962年10月，WC-130型号飞机第一次用于太平洋上空昼间大气追踪采样任务。1969 年飓风“卡米尔”给美国造成巨大的生命财产损失，但其所带来的积极一面是对国会敲响了警钟，航空气象处从太平洋空军获得了 12 架 1958年的 C-130B。值得一提的是，这些飞机中装备了惠普提供的多种技术，比如用于记录和量化探空仪信号接收器信号的惠普9206A系统和惠普 9100B 桌面可编程计算器。
此后，WC-130的技术装备不断改进。在冷战中，航空气象处的 WB-29、WB-50 和 WC-130 通过大气采样获得了苏联核爆的第一手资料。目前，WC-130 气象飞机所搭载的装备如下：数字化 GPS 投掷式探空仪系统、大气资料装备系统、卫星通信系统、光学式露点湿度仪、红外线海面温度测量系统以及双频道的风向风速、露点温度海面温度、气压高度与雷达高度仪的记录器等最先进的技术设备。
其中，数字化 GPS 投掷式探空仪系统是最重要的，它用于发送温度、压强、湿度、风速风向等数据。目前使用的是美国大气研究中心（NCAR）研发的机载垂直大气探空系统（AVAPS）。这一系统利用轻巧的数字式无线电探空仪和 GPS 进行风暴定位和追踪。探空仪操作员控制PC、彩色监视器、新型窄带接收器、GPS 处理机、无线电探空仪界面电路， 还能够同时追踪和记录4个探空仪的信号。
进入飓风后，“飓风猎人”利用闪电监测和雷暴预警系统（SAFIR）飓风等级对风暴进行分类，它可以对飓风登陆后对沿海造成的可能的财产损失和洪水进行评估。当仪器显示风向开始变化、减弱，机组上的研究人员明白，他们已经到达了飓风的中心。他们立即将一个叫 “下投式探空仪”的玩意儿弹射到风中——最新的下投式探空仪直径 7.62 厘米，61 厘米长，里面安装着监测仪器。当探空仪以 10 米/秒的速度飞经大气层时，就会向 WC-130 发送一些重要的气象要素信息，比如风速、气压、湿度和温度等。通过探空仪人们就可以精确地了解近风暴中近地面的风速了。每个探空仪造价 550 美元，一旦从飞机上弹出后，就不能再回收了，但是这个仪器使得气象学家能够获得宝贵的风暴体中近地面的气象要素资料。
几分钟后，探测仪的测量数据传回到飞机上，包括风向、风速、气温、相对湿度和气压等一系列珍贵的资料。此时他们的任务圆满结束，开始返航。不过资料收集只是第一步，接下来需要利用超级计算机提前预警，甚至干预飓风路线和强度。
超级计算机预警飓风
实际上，要挽救生命于飓风带来的狂风、洪水、风暴潮，必须尽可能提前预警，预测风暴的时间与地点需要非常准确。“飓风猎人”冒着生命危险所做的一切，正是为了提前预警所需的精确资料。
飓风模拟研究的核心是飓风中心和宇航局的科学家使用先进的计算机处理一系列的方程式，运算数百万的包括风速、温度、湿度等大气状况在内的数据。模拟产生气旋的位置与大气状况的数码数据，绘制于地理地图上。
此时，科学家需要检视这些地图与数据，与过去风暴（如云娜、帕洛玛、纳吉斯等）的实际观测做比较，以评估模型的准确性。模型越能反映风暴的实际数据，研究人员越有信心，该模型可以用来预测未来的状况。这样，才能够提前做出预警，将损失减到最低。
这些任务，都离不开每秒钟运算上千万亿次的超级计算机。目前，世界超级计算机500强中有91%由美国厂商建造，有46%正在为美国的科研生产服务。2003年，IBM为美国国家气象中心建造的超级计算机，使美国气象部门对飓风的预警从3天提高到了5天。2008年，美国宇航局开始使用普雷帝斯超级计算机，之后逐渐提高其运算“脑力”达到相当于81，920台桌上电脑的运算能力。
超级计算机对气象预报最主要的贡献，就是建立数值天气预报系统，也就是以物理学理论为基础，建立各种不同的天气模式，再将各观测所观测的数据输入电脑中，依据各种不同的模式运算，得到未来天气变化的结果，大大提高飓风预报的准确性和时间。目前，美、中、英等国的气象局已建立世界预报系统、区域预报系统和台风预报系统等多种模式。
不过，面对飓风这种超强自然灾害，目前的手段仍然不够。美国海洋大气管理局（NOAA）位于迈阿密的大西洋海洋气象实验室主任阿特拉斯（Robert Atlas）表示：“虽然10年来在预报方面取得了巨大进展，但仍不足赖以做出影响人命的决定。过去200年来飓风造成将近200万人死亡，因此我们预测的不准确度虽然逐步缩小，仍然是不能接受的。”
未来利用高科技进行干预
那么，能否利用高科技对飓风进行干预呢？
这并非不可能。根据美国《科学》杂志报道，在飓风形成初期可以人为改变其关键参数，例如改变飓风风眼附近的温度，来达到使飓风改道、威力削弱的目的。
这个提议的灵感来源于著名的混沌理论“蝴蝶效应”——亚马孙流域的一只蝴蝶扇动翅膀，会掀起密西西比河流域的一场风暴。科学家表示，大气对细微影响非常敏感，在天气预报模型中，任何一点微小误差都有可能“失之毫厘，谬以千里”。
在此理论基础上，科学家将现有的计算机天气预报模型加以修改后进行飓风的模拟试验。通过模拟在任一时间改变这次飓风的一个或多个参数，然后考查这类干扰会对飓风造成什么样的影响。结果表明，绝大多数参数改变最终都不会留下任何影响，只有具备某些特殊性质的干扰才足以对风暴产生重大的影响。
但遗憾的是，这些特殊性质的干扰，目前人类很难实现。这是因为，超级计算机还很难模拟世界天气和气候的关键组成部分——云或风暴系统的行为。这也是现在天气预报或台风预报只能预报未来几天天气或台风的原因。
在科学家的设想中，电脑通过将世界分成很多小格子，制定出和地图上相似的正方形，进行建模工作。然后这些格子向上延伸到空气中，电脑将世界任何地区的大气看成是像一堆盒子的东西。这种格子延伸到全球，创造出一个包围地球的，由数百万个这种盒子组成的三维格子。如果这变成现实，那么研究人员可以预测几十年，甚至一个世纪的气候状况。
这意味着超级计算机永远都需要不断突破。日本的超级计算机“地球模拟器”2004年被冠以世界之最，两年后，美国国际商用机器公司的“蓝色基因”超越了它。不久后，英国爱丁堡大学的HECToR超级电脑又压倒了“蓝色基因”，成为世界最强大的电脑。2010年11月，中国研发的“天河一号”又以每秒2570万亿次成为世界第一。
最新消息显示，美国气象和气候专家正计划研制一台世界上最大的计算机，其运算能力强大到可以精确预报世界任何地方的天气。科学家通过这台计算机，可以更加精确地预测飓风、暴雨和干旱的行进路线。英国国防部也正在研发一台据称是世界上最复杂的气候模型的超级计算机。据说，这种超级计算机不仅考虑了空气、阳光和水等气候物理要素的早期模型，还囊括了更多可以作为条件缩放的森林；能随着海洋酸性增加而变化的海洋食物链；在大气中通过与温室气体相互作用能加强或影响其变暖效力的气溶胶粒子，获得世界气候要素之间是如何互相作用，并最终形成飓风、龙卷风等其他气候的新认识。