中國航空網(wǎng)通訊員 吳克凡訊:鳥類是航空安全的大敵,歷史上因為鳥擊航空器而造成的飛行事故舉不勝舉。目前,國際航空聯(lián)合會已把鳥擊升級為“A”類航空災(zāi)難,如何更有效地防范鳥擊也成為現(xiàn)今航空業(yè)亟須解決的一項難題。
鳥擊這種多發(fā)性、危險性事件的發(fā)生,輕者造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失,重者機(jī)毀
人亡,后果不堪設(shè)想。據(jù)統(tǒng)計,超過90%的鳥擊發(fā)生在機(jī)場和機(jī)場附近空域。由于飛機(jī)飛行速度快,與飛鳥發(fā)生碰撞后常造成極大的破壞,嚴(yán)重時會造成飛機(jī)的墜毀,目前鳥撞是威脅航空安全的重要因素之一。
鳥類前來機(jī)場的主要原因源于獲取食物、水源和棲息地的需要,還有相當(dāng)一部分鳥類是因為遷徙途經(jīng)飛機(jī)的航路或者機(jī)場控制區(qū)域。食物、水源和棲息地在多數(shù)情況下可以通過人工干預(yù)環(huán)境進(jìn)行控制。但遷徙的鳥類往往令人防不勝防,也包括大雁等體型較大的鳥類,它們的危險性甚至高于地面區(qū)域活動的鳥類。航空史上最著名的空難事故之一便于此有關(guān)。
2009年1月15日,由資深機(jī)長薩倫伯格駕駛的N106US號班機(jī)從紐約長島拉瓜迪亞機(jī)場飛往北卡羅來納州夏洛特客機(jī)剛起飛即遭受遷徙的大雁撞擊。引擎吸入數(shù)只飛鳥導(dǎo)致兩個引擎同時熄火。所幸的是,憑借豐富的飛行經(jīng)驗,薩倫伯格大膽地駕駛飛機(jī)迫降在哈德遜河上,全機(jī)乘客及機(jī)組人員幸存,創(chuàng)造了哈德遜河奇跡。這個真實(shí)的故事也改編成電影,于2016年上映,引起了不小的轟動。
目前針對鳥類遷徙的威脅,航空界似乎并沒有太好的防范方法。
通過環(huán)志和衛(wèi)星的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),很多候鳥可以準(zhǔn)確的在繁殖地和越冬地往返。這些鳥兒必須知道自己的位置和方向,所以必須有精確的定向和導(dǎo)航能力。一些研究證據(jù)表明,鳥兒的遷徙和地磁場有關(guān)。
那么有沒有可能建造一個人工磁場改變鳥的遷徙方向,使其遠(yuǎn)離對飛機(jī)有干擾的危險區(qū)域呢?這聽起來有些像是天方夜譚。
最近來自俄羅斯,德國和英國的學(xué)者做了一個非常有趣的實(shí)驗。這些科學(xué)家在2013-2015年的秋季遷徙季節(jié)捕獲了15只成鳥和25只亞成體(當(dāng)年出生,沒有遷徙經(jīng)驗)的蘆鶯。這種鳥兒夏季在歐洲和亞洲西部繁殖,冬季遷徙到非洲中西部地區(qū)。
這些蘆鶯被捕獲之后被飼養(yǎng)在的籠子里,這些籠子都放在室外,蘆鶯可以看到天空和周圍的景物。
整個實(shí)驗是在一個可以控制磁場儀器內(nèi),并且保持外界環(huán)境的能見度大于50%,保證鳥兒能看見天空和環(huán)境特征。這樣可以保證除了磁鐵變化之外,其他一切因素都保持一致,比如氣溫,降水,嗅覺,視覺信號等。
研究結(jié)果發(fā)現(xiàn):
成鳥在俄羅斯的Rybachy,自然磁場情況下,鳥兒朝著西南飛(角度為253°,正北為0,順時針?biāo)悖?dāng)然控制磁場為英國的Scotland時候,鳥兒飛行的方向改為了東南方向(70.1°),改變了151°。這說明了鳥兒知道磁偏角在5.5 °的俄羅斯Rybachy需要往西南飛,在磁偏角在-3°的英國的Scotland需要往東南飛;它們是根據(jù)磁偏角的方向來進(jìn)行定位。
這個實(shí)驗通過人為的改變磁場,使得鳥類的遷徙方向直接發(fā)生了改變,并且與改變磁場地的鳥類遷徙方向一致,直接證明了鳥類確實(shí)可以通過磁偏角來判斷所位于的經(jīng)度。
那么這個新鮮出爐的實(shí)驗研究對現(xiàn)實(shí)世界有什么樣的啟示呢?人們可以通過利用人工磁場干預(yù)鳥類遷徙路線嗎 ?
一般來說民航班機(jī)的航線相對固定,進(jìn)場離場都有固定的飛行程序。另一方面,目前世界上有8條候鳥遷徙路線。僅我國就占有3條,一個是西太平洋,主要是從阿拉斯加等到西太平洋群島,經(jīng)過我國東部沿海省份。第二條路線是東亞澳洲的遷徙路線,主要是從西伯利亞經(jīng)過新西蘭,經(jīng)過我國中部省份。第三條路線是中亞、印度的遷徙路線,主要是從中亞各國到印度半島北部,經(jīng)過內(nèi)蒙西部,新疆和西藏等西部區(qū)域。實(shí)驗表明,候鳥的遷徙路線和方向是根據(jù)當(dāng)?shù)卮艌銎堑闹荡_定。這就為人為調(diào)整鳥類遷徙路線,使其避開飛機(jī)提供了可能。
我們可以大膽設(shè)想,如果在基于對候鳥遷徙活動規(guī)律的了解上,在機(jī)場周邊構(gòu)建局部干擾磁場環(huán)境,并于鳥類的遷徙季節(jié)期間調(diào)整磁場范圍內(nèi)磁偏角的數(shù)值,鳥類就可以運(yùn)用自己的導(dǎo)航系統(tǒng)調(diào)整飛行路線,有效地避開飛機(jī)的航道。人造磁場引導(dǎo)這些遷徙的候鳥避開飛機(jī),既保護(hù)了機(jī)場的凈空環(huán)境,也保護(hù)了鳥類的自身安全。
與傳統(tǒng)的驚嚇和獵殺等看起來似乎比較野蠻的驅(qū)鳥手段不同,這就像為機(jī)場建造一個隱形的保護(hù)傘,于無形之中達(dá)到驅(qū)鳥目的。雖然存在這樣的可能性,但從目前來看,改變機(jī)場周邊局部地磁環(huán)境方面用于達(dá)到驅(qū)鳥目的僅僅是筆者的暢想,相關(guān)研究資料幾乎一片空白,如若將來有可能具體實(shí)施,還需要考慮一些問題,下面就將這些問題列出進(jìn)行簡單的探討。
問題一:鳥類會由于局部的干擾迷失遷徙方向嗎?
答案是應(yīng)該不會,根據(jù)上述實(shí)驗可以推測,這些繞過機(jī)場的鳥類,在回到正常的地磁場環(huán)境后可以自動校正飛行路線,并不會迷失方向。相對于整個遷徙過程的幾千公里而言,短距離的改變飛行路線,應(yīng)該不會對其整個遷徙產(chǎn)生不良影響。當(dāng)然將來人類也可以為鳥類佩戴跟蹤器,進(jìn)一步驗證鳥類的遷徙路線改變情況。
問題二:磁場的改變會對飛機(jī)的導(dǎo)航設(shè)備產(chǎn)生干擾嗎?
飛機(jī)剛誕生之初往往依靠磁羅盤判斷方向,經(jīng)過多年的發(fā)展,現(xiàn)代飛機(jī)依靠更為先進(jìn)可靠的導(dǎo)航方式。主要有:無線電導(dǎo)航(依靠地面安裝的無線電導(dǎo)航臺發(fā)射的信號),衛(wèi)星導(dǎo)航(采用導(dǎo)航衛(wèi)星對地面、海洋、空中和空間用戶進(jìn)行導(dǎo)航定位的技術(shù),如GPS導(dǎo)航),慣性導(dǎo)航(這個是自主推算導(dǎo)航,機(jī)載慣導(dǎo)設(shè)備感受飛機(jī)三軸加速度),天文導(dǎo)航等(以自然天體為基準(zhǔn),不受人工或自然形成的電磁場的干擾),一般情況下已經(jīng)不再利用磁羅盤計算航向數(shù)據(jù)。因此答案是不會產(chǎn)生干擾。
問題三:磁場的改變影響到其他動物嗎?
地磁場是許多生物定向和導(dǎo)航的重要物理參考場。動物地磁導(dǎo)航是人們最早注意到的生物地磁學(xué)現(xiàn)象。例如,信鴿歸巢、候鳥在棲息地間的遠(yuǎn)距離遷徙、海龜洄游等已為人們所熟知。研究發(fā)現(xiàn),海洋中大馬哈魚和帶刺龍蝦、爬行類的蠑螈、昆蟲類的螞蟻和蜜蜂、哺乳類的蝙蝠和鼴鼠都依賴地磁場定向和導(dǎo)航。雖然磁場對于動物如此重要,但局部小范圍的改變應(yīng)該不至于引起太大的影響,相對來說機(jī)場本身的運(yùn)行和人類活動對于動物的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過小范圍磁場變化的影響。
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