防災減災是一項關系國計民生的重大課題。隨著科技的進步，我們不斷提高抗御災害能力和現代化水平，人類與臺風等自然災害的關系也正在改變：從經驗定性判斷到數據定量決策，科技創新正在把它們轉化為可預測、可防御的自然現象，甚至可控制、可利用的自然資源。

每次臺風來臨，你是否習慣打開手機查看其路徑？

然而，臺風有時也不按“劇本”走，說好“拐個彎就走”突然來了個“回馬槍”，預報風力不大，破壞力卻極強。網友調侃：天氣預報員大概是世界上最不靠譜的職業。

難道真是氣象臺不給力嗎？真相遠比你想的復雜。在與臺風不確定性搏斗的進程中，各路專家也使出了渾身解數。

此前，海洋精準感知技術全國重點實驗室教授、浙江大學海洋學院教授李培良帶領研究團隊，完成了一項業內看來“不可能完成”的任務——

“信天翁”在海面上測試。 受訪者供圖

6月13日0時28分，一艘無人風帆航行器從今年第1號臺風“蝴蝶”北部進入臺風眼，約半小時后又從臺風東南部穿出。其間，它扛過44節最大風力（約81公里/小時的風速），不僅毫發未傷，還掌握了臺風運動時完整的氣象、海浪等第一手資料。

這是我國海洋氣象史上首次成功利用無人航行器穿越臺風眼，并開展相關數據監測。一個多月來，團隊每天都開會復盤總結，調整船體細節和各項參數，為下一次穿越臺風做準備。

7月20日，“信天翁”再次成功穿越了今年第6號臺風“韋帕”。這意味著，今后臺風預測“翻車”幾率或能逐步減小，人類“把脈”海洋也有了更多手段。

一個“上天派來”的信使，

安然穿過臺風眼

奇跡如何造就？近日，帶著好奇，記者來到浙江大學海洋學院一間實驗室。

實驗室不大，并排放置的三艘航行器挨得很近，側身才能從中間通過，研究團隊正埋頭組裝其中一艘，大家想趁著下一個臺風來臨前完成。

“原來是它?。　背跻姟皠賹ⅰ?，記者心里不免有些許激動。航行器外觀并不復雜，形似虎鯨，長約4.3米，最寬處0.8米左右，帆高4米多。航行器內部由浮力泡沫、驅動器及十多個傳感器組成，可監測風速、波浪、風濕溫壓等數據。

李培良（左二）和團隊成員在實驗室探討船體細節修改。 受訪者供圖

李培良給這些無人風帆航行器取名“信天翁”，和一種大型海洋性鳥類同名，傳說是上天派來的信使，能夠預測天氣。

不過，面對個性極強的臺風，目前全球已有相對成熟的監測手段和計算模型，比如地面監測站、遙感衛星、雷達等，李培良和研究團隊為何還要花大力氣與其直面抗衡？

這要從臺風預報的本質說起。臺風預報是通過數值模型模擬海氣運動，但這是一個典型的混沌系統，微小擾動就能引發巨大變化。

例如，一次未監測到的局部海洋或氣流波動，可能像“蝴蝶扇動翅膀”一樣，在幾天后變成一個路徑或風雨異常的臺風。今年第4號臺風“丹娜絲”，就是這樣不按套路出牌。

另外，“黑天鵝事件”在全球氣候變化下愈發常見，現有模型對極端天氣的預測能力有限，這相當于給計算臺風的“方程式”里增加了許多變量。

由此可見，準確預報臺風難度很大。一方面，目前的監測數據覆蓋仍有盲區；另一方面，受設備限制，臺風監測還停留在外圍。

這些年，一些科學家躍躍欲試，開始嘗試利用無人機穿越臺風核心區域，補齊海洋氣象環境監測的“拼圖”，但最終結果不盡如人意，很難“看”到臺風運動全貌。

還有海面上的浮標化身“哨兵”，在一次次臺風洗禮中完成使命。只不過它們位置固定的特性，也只能碰運氣監測臺風過境時的瞬間變化。

“這是續航能力和驅動方式導致的。”用李培良的話說，跑得快的跑不遠，跑得遠的跑不快。

“信天翁”就像海洋版“無人機”，主要利用風能驅動，通過調整風帆角度產生壓力差，從而推動航行器前進?？匡L推著走，還能大大降低航行器能耗，讓能源系統專心為各類傳感器“續命”，0.6噸的體重也讓“信天翁”擁有不錯的抗風能力。

此次穿越臺風“蝴蝶”，“信天翁”就在狂風巨浪中追逐前行。

6月8日，得知臺風要來，團隊成員既興奮又緊張，每天醒來第一件事就是打開臺風路徑實時發布系統?！芭滤粊恚峙滤鼇y來?！?/p>

6月10日，臺風“蝴蝶”逐漸生成，團隊將“信天翁”放至其北部530公里處開啟任務。此后幾天，大家24小時輪流值班，一雙雙帶著紅血絲的眼睛匯聚在實驗室里。

6月13日凌晨0時28分，“信天翁”進入臺風風圈，有人盯著手機關注臺風走向，有人盯著電腦數字化后臺，隨時調整航行器位置。

“成功了！”0時56分，“信天翁”跟著臺風航行了半個多小時后，不知誰大喊一聲。

一向淡定的李培良從座位上站起，雙手微微顫抖，在微信群發了個大紅包。

“我國在海洋氣象監測領域邁出了歷史性一步?！敝袊Ｑ蟠髮W研究生院常務副院長陳朝暉說，這也為科學家深入了解臺風內部結構、形成機制及演變規律提供了有力支撐，有助于準確理解海氣界面的物質能量交換，提升臺風預報的準確性和防災減災能力。

“信天翁”在湖面上測試。 受訪者供圖
無數次“散架”，

只為一趟“環球旅行”

無數次“散架”，只為一趟“環球旅行”

這歷史性的一步，李培良帶著團隊走了4年。

獲取臺風眼內關鍵數據，長期以來讓科學家犯難?！澳懿荒苎邪l一款設備，讓它跟著臺風跑?！薄靶盘煳獭钡碾r形，開始在李培良腦海里萌芽。

就這樣，無經驗、無資源、無平臺，李培良帶著不到10人的研究團隊白手起家。起初，面對高昂的船體模具制作費，團隊成員決定自己干，一刀一刀銼磨、一榔頭一榔頭敲打，花了1個多月時間純手工打造。

“其實造船并不難，難的是如何讓它在極端環境中生存下來。”李培良喜歡看達喀爾拉力賽，他以此來給記者打比方，“好比一輛汽車要去參加拉力賽，不僅要面對高溫、沙塵，還要挑戰沙漠、戈壁、河灘等復雜路況，性能很重要。”

“有時一條完整的模擬船出去，回來后不是零部件掉了，就是帆被撞壞了?！币淮未慰粗仟N歸來的伙伴，李培良也懷疑過自己，到底要不要繼續堅持。但他笑稱自己“臉皮厚不怕失敗，不行就下一次”。

“信天翁”團隊來自海洋學、計算機、電子、機械等專業，領域不同想法自然也不同，常常開著會就“吵”了起來。

有一回，大家為了控制系統中一個螺帽墊片爭了起來，李培良認為多放一個墊片穩定性更強，但有成員認為沒必要這么復雜。

還有一次，李培良看到大家在船體上安裝了4G通信系統后立馬指責，這套系統在全球范圍內無法適用，可成員們也很委屈，只不過是試試，不用如此較真。

摸索前行的過程中，有人因為彷徨離開，也有人因為情懷加入。王肖楠就是其中之一。他辭去北京的工作加入“信天翁”團隊，助力船只通信技術。王肖楠不知道“信天翁”未來到底能完成多少任務，他只是覺得“這件事有用”。

2022年，在無數次頭腦風暴后，“信天翁”終于初具成型。緊接著，是一場長達3年的拉練。團隊成員帶著“信天翁”沿著我國的海岸線走南闖北、邊試邊改，累計試驗時長2200小時。

萬事俱備，只欠臺風。今年初，在大海中拉練的“信天翁”各項參數都趨于穩定，在強風測試中也不再“散架”。李培良對其穿越臺風有了一定底氣，便和同行聊起這個想法，誰知無人看好，甚至還有人潑冷水說“別折騰了，肯定會被吹跑”。

等風期間，李培良和團隊在1.0版本基礎上，“精加工”了4個月，將其升級為2.0版，最終成功完成任務。

這段時間，團隊又進入無盡的調整和測試。預計今年底，“信天翁”就將從全球海況最惡劣的海域之一——西風帶出發，開啟它的“環球旅行”，迎接更多極端環境的挑戰。

此外，團隊還將迭代制造材料，讓“信天翁”可潛入海底1000米工作。全球海洋氣象環境監測的數據空白，或將被一點點填補。

等風來不如追風去

不過，李培良和團隊的野心遠不止臺風。

“等風來不如追風去，要讓‘信天翁’環球航行，獲取更豐富的海洋環境數據?！崩钆嗔颊Z氣堅定。

之所以先與臺風抗衡，因為這是海洋與大氣物質能量交換過程中，最復雜的一種情況。在李培良看來，挑最難的先上，成功率就會更高。

古往今來，從迎風放紙鳶的孩童，到去高山把風變成清潔能源的“追風人”，再到給風定級分類的科學家，人們似乎從未停止過對風的追逐。

風的背后是海。海洋的溫度、水流和生命變化，驅動著全球生態系統，人類對海洋同樣著迷。

為什么要“把脈”海洋？Deepseek給出的回答，是因為這關乎我們賴以生存的藍色星球的健康、人類的未來以及我們對生命和宇宙的基本理解。

李培良的回答則多了一份家國情懷：“21世紀是海洋的世紀，誰占據了海洋空間的制高點，誰就掌握了主動權。”

隨著科技的發展，如今人類對海洋的認識越來越深入。而現實中的海洋，也遠比故事里的“龍宮”有趣得多。

那么，目前人類“把脈”海洋的功力究竟有幾成？

據李培良介紹，現在海洋環境監測有定點和運動兩種常見方式。前者多為傳統的錨系浮標和科學調查船等，但成本高、靈活性差；后者雖優勢明顯，但設備在極端環境中生存能力不強。

比如運動監測，這就不得不提到業界響當當的“明星”——Argo浮標。這是25年前啟動的一個國際計劃，人類歷史上建成的首個海洋立體監測系統，中國、美國、法國、德國等30多個國家和團體共同參與。

科學家們要把一個個像針筒一樣的家伙丟入大海，讓它們作為海洋的“眼睛”漂流三至五年時間，在0至2000米海域內起起伏伏，監測海水溫度、鹽度等關鍵要素，并將其自動傳送至衛星地面接收站，實時為氣候、海洋學及漁業研究提供數據。

前段時間，我國一艘以“魔鬼魚”命名的無人潛水器——“海魟二號”也打開了運動監測的新空間。這款潛水器重約0.4噸，最深可至海底1500米，最長連續工作10小時。

在18天的自主運行中，“海魟二號”完成了貼海底定高巡航、定點懸停、原地轉彎等高難度動作，并27次開展高精度水下自主對接，進入水下基站充電補給并傳輸數據，成功率達100%。

這兩年，有參賽者開始將目光轉向無人風帆賽道。除了“信天翁”，還有一位強勁對手，是美國一家海洋無人機公司研發的Saildrone。

和“信天翁”類似，Saildrone是利用風能和太陽能驅動的無人帆船，如今已在北大西洋追蹤過颶風，發現了太平洋一座3200英尺高的水下山峰，并開始繪制全球海底地圖。

事實上，Saildrone的相關研發成果，給了李培良做強“信天翁”的信心與決心?！皣饪梢?，我們為什么不行，還要比他們做得更好?！北藭r，李培良在網上看到新聞后暗下決心。

“當前，人工智能、大數據和物聯網技術日趨完善，海洋環境監測和資源開發的邊界或將被重新定義?！闭憬髮W海洋生物與藥物研究所副所長章春芳教授說。

也許不久的將來，還有更多“信天翁”“海魟二號”和Saildrone等先進設備誕生，幫助我們逐步揭開深邃海洋的神秘面紗。

延伸報道向新而行 向海圖強

中國的海洋環境監測技術和設備發展，可以追溯至20世紀中期，經歷了從無到有、從國外引進到國產化自主研發、從單一監測到綜合立體觀測、從近海到遠洋、從海面到深海這幾個階段。

新中國成立初期，國內海洋環境監測技術和設備幾乎空白，主要依靠傳統的船載模式。由于缺乏現代化設備，監測手段大多以人工操作為主，效率低、覆蓋范圍小。盡管如此，中國海洋環境監測的基礎數據從那時起漸漸有了積累，并逐漸形成海洋環境監測體系的雛形。

改革開放后，我國開始加大對海洋科學的研究力度，并逐步引進國外先進海洋環境監測設備，在此基礎上開展了技術消化和吸收。這一時期，中國開始研制自主的海洋監測設備和平臺，研發了具有自主知識產權的近岸波浪浮標和溫鹽深浮標，并建造了一批海洋調查船，如“實驗”“向陽紅”系列海洋調查船。此外，從20世紀80年代開始，我國還借助國際合作，逐步掌握了海洋遙感技術，在中國海域開展了對海洋溫度、葉綠素濃度等參數的相關監測和研究。

進入21世紀后，中國的海洋監測技術和設備發展進入了快速發展的自主創新階段，在國際上逐步占有重要地位。這一時期，我國建立了包括近海和遠洋的海洋浮標監測網絡，能夠實時監測海洋溫度、鹽度、海流等環境要素；“海洋一號”“海洋二號”和“海洋三號”等系列海洋衛星相繼發射，覆蓋了海表溫度、海洋動力環境、海冰監測等多個領域，實現了海洋遙感監測技術的國產化。

此外，我國在無人海洋環境監測設備上也取得了顯著進展，自主研發了“海燕”系列和“潛龍”系列水下滑翔機。同時，海洋環境監測開始從近海向深遠海推進，開展了諸如“南海深部計劃”等深遠海監測，全面提升了我國海洋環境監測能力和監測范圍。

近年來，我國的海洋環境監測技術正向更加現代化和國際化的方向邁進，隨著人工智能技術和海洋大數據技術的發展，高機動性、智能化海洋監測設備以及平臺自主研發能力的提升，我國自主研發的智能化移動海洋環境監測設備具備了長航時、高海況、全海深以及復雜海洋現象的監測能力。

未來，我國在全球海洋環境監測和研究領域的影響力還將不斷提升，貢獻更多力量。例如為發展中國家提供海洋環境監測設備和技術支持，參與更多的國際海洋環境監測計劃，并與國際組織合作，共同應對氣候變化和海洋環境問題。

（本文作者顧艷鎮，系浙江大學海洋學院副教授）

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來源: 浙江日報