飓风桑迪(Sandy)造成了数千亿美元的损失和令人难以置信的伤亡。我们提前好几天就预见到了这场“弗兰肯风暴”。我们能够把人送入太空,把探测器送到火星——为什么我们就不能在飓风来临,对我们主要人口中心造成破坏之前,就阻止它呢?
以下是人们提出的一些关于预防或阻止飓风的方法——以及它们为什么可能不起作用。
方法一:驾驶超音速喷气机对抗飓风
这种方法的优点是听起来非常酷:简单来说,就是驾驶超音速喷气机在飓风眼周围以同心圆的方式飞行。喷气机产生的音爆将扰乱形成飓风的暖空气的上升流。据《新科学家》报道,俄亥俄州阿克伦大学(University of Akron at Ohio)的教授 Arkadii Leonov 和他的同事于 2008 年 12 月为这种方法申请了专利。
在他们的专利申请中,Leonov 的团队声称,由于音爆从飞机传播出去时会扩散,所以可能只需要少量喷气机就可以阻止一场飓风。他们写道:“两架 F-4 战斗机以大约 1.5 马赫的速度飞行,就足以抑制、减轻和/或摧毁一场典型规模的飓风/台风。”
我给 Leonov 打了电话。他是一个性情激动的人,口音很重,听起来有点像《黑暗骑士:崛起》里的班恩(Bane)。他告诉我,他已经发表了“220 篇完全不同领域的研究论文”。而阻止飓风只是他有很多意见的众多话题之一。
“我不能保证它会起作用,”Leonov 谈到他在飓风“桑迪”之后开始着手研究的计划时说。一名空军将军的代表曾要求他提供支持其说法的计算数据,但他无法提供,因为“大学在这方面的计算能力非常薄弱”。但他认为这或许能奏效,因为即使飓风巨大且威力惊人,“飓风结构中存在一个特定、非常敏感的区域”,这个区域容易受到冷却力的影响。
Leonov 说,该领域的“专业人士”已经“完全忽略了我。我曾多次尝试与麻省理工学院或佛罗里达飓风中心沟通。结果是沉默。”他还表示,几个月前他曾拜访美国国家海洋和大气管理局(NOAA),并展示了他的想法。他们鼓励他为《大气研究》(Atmospheric Research)期刊写一篇论文,他最近已提交。
那么,NOAA 对 Leonov 的想法有什么看法?我问佛罗里达国际大学(Florida International University)教授、前 NOAA 飓风研究部主任 Hugh Willoughby。Willoughby 回答说:
我不知道他是否与 NOAA 会面过,但这绝对是个糟糕的主意。让 Arkadii 比较一下几架 F-14 的功率和 10^13 瓦特。在眼墙对流和湍流中以 1.5 马赫的速度飞行,只会毁掉几架飞机,并结束飞行员的生命。此外,冲击波就像一种非常强烈的声波,它会穿过气象运动,但不会对其产生太大影响。用“在风中大喊大叫”来比喻是恰当的。抱歉我说得这么消极,但提出这些想法的人通常在开始推销之前,并没有进行必要的爱因斯坦式的“汗水”付出。
方法二:使用巨大的漏斗将暖水导入海洋
Intellectual Ventures 公司以拥有大量专利和“科技界最令人讨厌的公司”而闻名,据 CNET 报道。但在 2009 年,Intellectual Ventures 的联合创始人 Nathan Myhrvold 在 ABC 新闻上描述了他的飓风预防方法。本质上,就是在水中放置一个塑料“内胎”,并用一个利用波浪运动的圆柱体,将产生飓风的暖水导向海底。在墨西哥湾部署数千个这样的装置,就可以减弱飓风的强度。
这是 Intellectual Ventures 网站上的一篇博客文章和一份白皮书(PDF),更详细地解释了这个想法。
我联系了 Intellectual Ventures,了解自 2009 年以来这个想法的进展情况。我未能与 Myhrvold 本人对话,但一位发言人告诉我:
我们已经通过计算机建模和实验室研究证明了 Salter Sink 的可行性,但该项目现在需要更广泛的测试,这更适合大学或政府研究团体。您可以想象,在合法地进行实地测试或部署该技术之前,需要克服重大的监管障碍。
方法三:风暴驱逐计划(Project STORMFURY)
这是一个政府项目,旨在用碘化银播撒飓风,希望加强飓风周围的云层,并形成一个“外眼墙”。根据 Willoughby 的说法——他曾帮助该项目彻底终结——研究人员在飓风 Esther(1961 年)、Beulah(1963 年)、Debbie(1969 年)和 Ginger(1971 年)中用碘化银播撒了云层。
起初,结果似乎很有希望——飓风似乎有所减缓。但进一步的观察表明,飓风的变化与人们预期的飓风自然发展一致,事实证明,飓风会自行形成“外眼墙”,无需人类干预。而 20 世纪 80 年代的观测表明,飓风中过冷水的量不足以让碘化银产生太大影响。
方法四:核弹轰炸!!!
但为什么要用塑料漏斗和碘化银晶体来折腾呢?为什么不直接把飓风当作 Gap Band(一个乐队)然后扔颗炸弹炸掉呢?Willoughby 说,有人曾提出“用氢弹炸散飓风”。但不幸的是,Willoughby 说:
即使使用核爆炸来改变飓风,一个关键的困难在于所需的能量。一个完全形成的飓风每 20 分钟可以释放 5 到 20 x 1013 瓦特的能量,并将不到 10% 的热量转化为风的机械能。其热量释放相当于每 20 分钟爆炸一枚 10 兆吨的核弹。根据 1993 年的《世界年鉴》,1990 年全人类的能量消耗率为 1 x 1013 瓦特,不到飓风功率的 20%。
其他各种方法——包括激光!
还有数十种其他方法被提出。2007 年一部名为《如何阻止一场飓风》(*How to Stop a Hurricane*)的 CBC 纪录片探讨了其中的七种。有三种方法可以冷却海面:氮气喷射、化学薄膜和深水泵。还有一些方法涉及云层,包括人工降雨和“碳烟”。更令人兴奋的是,一位名叫 Ross Hoffman 的发明家获得了 NASA 提供的 50 万美元拨款,用于研究从太空向飓风发射微波,使其改变方向的想法。
最令人兴奋的是,一位名叫 Robert Dickerson 的发明家建议在飓风早期阶段,当仍有大量闪电时,用飞机向飓风发射激光。以下是纪录片中关于此如何运作的相关片段:
可悲的是,NOAA 的专家们也对这个想法泼了冷水。
那么,为什么飓风如此难以摧毁?
我们总是听到我们的科学成就多么令人惊叹,我们习惯于认为我们已经掌握了我们周围的环境。那么,为什么我们不能就这样关闭飓风呢?
我打电话采访了气候科学家、位于加州奥克兰的太平洋研究所(Pacific Institute)联合创始人 Peter Gleick。他强调,我们谈论的是“巨大的地理事件”,其规模和复杂性甚至比大多数人意识到的还要大。试图干扰飓风中“旋转的大量能量”的最大问题在于,你甚至无法确定是否产生了任何影响。
我还采访了伊利诺伊大学大气科学教授 Greg McFarquhar。他指出一个主要的障碍:“以我们目前的知识水平,我们仍然无法准确预测哪些热带扰动会发展成更强的飓风,更不用说提前一周预测精确的路径或强度了。”因此,我们根本无法知道哪场热带风暴会变成威胁主要人口中心的飓风,从而无法及时采取行动。
McFarquhar 补充说:“影响飓风强度的因素实在太多了,相互关联,改变一个参数可能会通过一系列非线性相互作用影响其他控制飓风的因素。”
我还给纽约大学环境研究项目主任 Dale W. Jamieson 发了邮件。他当时正准备在飓风“桑迪”的路径上躲避。他告诉我,他的主要观点是“人们不应该让自己身处危险之中”,真正的答案是“专注于与自然和谐相处,而不是试图进行令人惊叹的科学来改变飓风。”
摆弄飓风可能产生的意外后果
摆弄飓风最大的担忧是,你可能会造成比你试图解决的问题更糟糕的影响。就像其他大规模的地球工程项目一样,Gleick 说:“我们只是不想在不知道自己在做什么的情况下,去摆弄复杂的地理现象。”
McFarquhar 补充说,飓风实际上也产生一些有益的影响,而不仅仅是有害的。它们为一些本会干旱的地区提供水分。它们还将热量从赤道输送到两极。
“我们有足够的智慧来了解大规模改造的下游后果吗?我对此表示怀疑,”美国卡托研究所(Cato Institute)科学研究中心主任 Patrick Michaels 说。“摆弄我们不理解的事物,显而易见的弊端是存在的!”
Gordon M. Jackson 进行了额外的研究和报道。
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