前残骸上岸



从福岛海啸灾难的深水地平线漏油事故,环境灾害确切全太令人难忘的沿海社区的损害。想象一下,如果它是可以预测的确切位置溢出的油或危险的海啸残骸的斑点会打海岸线的时间提前两天。想象一下,如果我们能找出其中的污染会不会让登陆。早期发现,快速反应行动,有效地利用有限的资源只能暗示聪明救灾的潜力。

这个梦想是更现实的现在,由于工作的高潮十年动态系统理论的应用环境,用来理解复杂现象随时间变化的数学的一个分支。世界各地的海洋学家,bt365手机机械工程副教授托马斯·孔雀掌舵,发现支配污染物沿海洋混乱纷飞的表面如何移动无形的组织结构。

这些结构中,所谓的拉格朗日相干结构(LCS),是被以不同的速度和在不同的方向移动的流的部分之间的分界线,通常被称为“流体流的隐藏骨架”。水颗粒的这些弯曲线作用以吸引或排斥他们周围的其他流体的元件。 “例如,如果事情是湾流在下降,”孔雀说,“这将打击英国的海岸,但只降低了外面的墨西哥湾流的,它会熄灭别的地方,也许下到南大西洋或抬离北极。”关键,他说,是要找到LCS和识别它们,这是与不断变化的形状和形式为流动的海洋表面是一个挑战。

孔雀和他的合作者在bt365手机的实验和非线性动力学实验室正在申请的LCS方法来预测碎片扫出到太平洋的黑潮当东北海啸袭击福岛海岸,日本早在2011年5月碎屑一直路径沿着美国和加拿大的西海岸上岸冲洗将继续至少五年时间。碎片是不具有放射性,但胭脂日本渔船和码头提供几十个潜在的侵入生物体的西北太平洋地区的沿海生态系统。

定位和研究LCS引导碎片转移到美国,孔雀的组依赖于从高频(HF)的雷达系统,浮标和卫星的数据。他们正越来越多地从高频雷达设施的加强基础设施中受益,沿着由研究人员在西海岸建 斯克里普斯海洋学研究所。这些监测站上实时海洋表面电流提供易于获得的丰富的,向上到分钟的数据。一前一后,美国国家海洋和大气管理局(NOAA)保持海啸碎片瞄准的密切跟踪,并提供 在线互动式地图 的碎片。

在实验室,能够进行快速信息处理的计算机应用拉格朗日规则对这些数据,支持孔雀的目标是建立一个“现报”,这是关键的运输障碍,在目前的时间安排碎片的地图准确。这个想法是,在一年中的任何特定的时间,他可以让一个大图片声明有关可能吸引碎片西海岸的特定区域。 “到目前为止,我们已经确定的时间窗口时,存在其中的东西将被拉高到阿拉斯加湾和地方之间的切换它的将是对俄勒冈州和华盛顿向南推进,”他说。 “这些见解是巨大的进步,并很好地补充了传统的建模工作。”

追踪海洋污染物的命运,共同的方法涉及运行估计的可能性的污染物将前往某个路径的计算机模型。 “而肯定一个强大的工具,说:”孔雀“直接轨迹分析并没有真正给你的为什么事情去了,而不是到另一个位置的理解。”这些传统模式产生什么不利称为因可能的污染途径它们难以破译纠结线的“意大利面条自留地”。 “LCS的分析有助于我们处理方式不同的轨迹信息,并确定主要的运输障碍污染物运输。”

为海啸碎片的目标是延长“现在铸造”来预测,而这个壮举取决于数据孔雀的质量可以得到他的手。 “在几年时间的圣杯,也就是说,将是有一个可以测量100公里及以上出海监测站充塞了整个西海岸,”他说。 “利用这些信息,然后我们可以相当准确地发现所有的吸引和排斥的LCS,并决定我们可以期待哪些地区东西上岸与否。”

***

2010年4月,井喷造成的深水地平线(DWH)海上石油钻井平台在墨西哥湾发生爆炸,造成约四万桶原油三个月溢出。在拉格朗日世界,灾难是机会。在随后的几年中,卫星数据受到了前所未有的灾难的巨大量变成磨练LCS方法单一的最佳途径。

验证LCS结果,研究人员确认其与示踪剂在水中的一滴输运垒预测,捕捉它的运动,速度和轨迹与高分辨率的数码相机。 “通常情况下,你没有这样的,从表面上是如此可见海洋巨大的示踪斑点,”说 乔治·哈勒,非线性动力学教授在苏黎世联邦理工学院,谁伪造这个动态系统理论的方法来对海洋表面的运输问题。 “所以,对墨西哥湾漏油事件几乎是理想的示踪实验。”在2012年,哈勒和 玛丽亚学家olascoaga 迈阿密大学的 确定 那会是对溢油期间艰难决定的关键信息 - 即推动了原油泄漏向美国佛罗里达州东北海岸大约两个星期在六月单,关键LCS。

CJ beegle - 克劳斯已经看到250个漏油。她目前是在独立研究机构SINTEF的海洋学家,并作为溢油轨迹预报的诺阿 - 这就是为什么她得到了从高中时代的朋友,询问是否对墨西哥湾漏油事件会达到他们的度假住宅电话。从她的经验,她预计,铁心结构的分析将产生巨大的社会价值。

例如,漏油,城市坦帕,佛罗里达州的过程中,多次从统一指挥中心请求的资源。 “这是一个非常困难的局面,” beegle - 克劳斯说,“因为石油是足够接近,使居民和应答者担心,但所有的为期三天的预测并没有表现出油到达该海岸。”人们不相信政府,群众受灾取消旅游业。她认为,LCS分析可以缓冲溢出的心理影响。 “我希望,”她说,“是有输运垒的预测作为独立的信息源将安抚人们,帮助他们理解为什么他们没有得到的资源。”正如天气预报,地图,动画和图片带来的消息家里超过数和概率的表。

为LCS方法的大环境潜力进行了优化的溢油应急设备调配,如撇油器,分散剂和吸收繁荣。 “我们还可以开发基于交通障碍监测方案,” beegle - 克劳斯说,“所以我们可以监测这是包含漏油运输障碍以外的地区较少。”再加上,她建议,如果应答者在头顶到哪里泄漏会分解成sheens,或石油层非常薄,他们迅速决定不发送撇出不可恢复的油的那些领域。

放眼望去到时候融化的北极是 家石油勘探增加,beegle - 克劳斯不禁想起了难以逾越的障碍溢油在该地区会对没有下一代的应对工具。 “例如,在深水地平线灾难,整个漏油是从24到48小时内,卫星和直升机数据调查,”她说。 “但如果有一个井喷在北极冰下油得到,这是更难找到泄漏,并发送相应的资源。你不能只飞过来,看到浮冰下的油。”得到一个手柄上的漏油将涉及冰窟偏远,寒冷的地方发送工具。深水地平线看起来容易。

***

回到bt365手机的实验和非线性动力学实验室,他们的LCS方法是走向全球,从巴西到台湾,一路在澳大利亚西北海岸的宁哥路珊瑚礁,一 世界遗产的生态系统 面对从操作接近海上设施,以及计划钻探石油泄漏的威胁。但礁有监护人。孔雀和合作者格雷格·艾维在澳大利亚西部大学地球物理流体动力学教授在分析,在关闭宁格罗水势复杂流场。他们希望能确定何时礁是在高风险和持续多久,这些危险时段。

所以,如果另一个溢出深水地平线的大小今天发生了什么? “我们将是一个更好的位置比我们在当时,” beegle - 克劳斯说。 “我们已经分析方法,但我们还没有准备好一个产品尚未应急人员可以使用泄漏做出决定,这就是需要做的 - 。从同行评议的科学决策支持产品过渡” beegle - 克劳斯和孔雀正在合作开发这样一个行业的产品。她估计,与所有必要的融资,该产品可能会在两年内准备就绪。

如果有曾经是在时间向前推动这个应用程序,这是它。在过去的三年中,我们经历了最大的意外海上溢油在石油工业的历史和放射性物质的最大意外释放到海洋中,有500万吨的碎片一起。 “这无疑提出资助机构坐起来,并采取通知,指出:”孔雀,谁最近从美国国家科学基金会和海军研究办公室来推进这些方法获得了新的资金。这些熟悉的灾害,不可避免地,而不是最后的海洋“意外”。如果我们无法阻止灾难,我们不妨打飞机残骸到岸边。