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原油泄漏,科学家何为?  

2010-07-26 14:13:00|  分类: 新知茶座 |  标签: |举报 |字号 订阅

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原油泄漏,科学家何为?
 
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7月15日,BP公司断裂的那条海底钻井立管终于在86天之后停止漏油了,工程师们在立管断裂处加上了盖子。但这仍旧只是个开始,因为只有当盖子内部压力维持在一定范围之内才算是阶段性成功。如果压力太高,盖子有爆裂的危险,里面积攒的油又会外泄。如果压力过低,说明除了这个主要漏油处外,其他薄弱的海床处又出现了小的渗漏点,就像发大水时堤坝上的管涌,是最危险也是最复杂的情况。

身为科研人员,我更关注这场灾难降临之后,科学家们是如何应对的。先看看美国能源部长朱棣文。在漏油早期,他关注的是如何检测泄露情况,曾建议用高能伽马射线对泄露处进行观测,这种典型的物理学家的建议多少有些书卷气。后来,他全面介入解决方案的策划和执行过程。第一件事就是学习地质学和相关的工程技术。他是物理学家,知道在这么短的时间内该学什么,去哪里学。

目前的解决方案就由他和来自白宫的智囊团、来自学术界的专家、来自BP的工程师,反复讨论才得以实施。他要求在实施过程中采集海量的数据,并强调如果一旦压力读数出现不乐观情况,必须预备多种手段可以用来停止测试。科研过程中,结论或许会左右摇摆,但数据不撒谎。

另一个例子是普度大学副教授Steven Wereley。他通过BP官方发布的漏油口实时监测录像,推算出原油泄露量是每天12000到25000桶,而非BP说的5000桶。他的方法叫“粒子图像速度计量”。通过逐帧跟踪一个粒子(在视频里,粒子可以是一个气泡或一个漩涡)的行为,算出这个粒子被射出管口的速度,加上压力和管口尺寸等参数,便可计算出流量。Steven承认,这种估算很难精确,因为视频资料太少,而且泄露出来的液体也不仅仅是石油。除他之外,还有不少其他流体力学的专家也在尝试用不同的方法去计算流量。虽然结果不同,但这些专家一致认为政府应该继续向BP施压,敦促其提供更多的原始录像资料,增加估算结果的精确性。

这个例子同样显示了数据的重要性,原始的录像资料当然也是数据的一种。同时,获得数据之后,解读的方式也很重要。一般公众了解此事后冲着电视机骂上两句就完事了。专家则能告诉大家“背后的故事”,让大家骂起来更有的放矢。

第三位科学家是来自得州农工大学的海洋化学家John Kessler。漏油事件发生后,他从美国国家自然科学基金(NSF)申请到了一笔资金,去出事海域考察海水中的甲烷含量。他的团队收获颇丰,记录下大约100万个数据,这些数据目前正在分析之中。初步的结论是,出事海域海水中甲烷的含量比正常值高出1万到100万倍。除了初步结论之外,John的团队此行还有一个更深层次的目标,就是通过对这次甲烷激增情况的观测,理解甲烷含量对气候的影响,以期对当前人们关心的“温室气体与全球变暖关系”的议题讨论有所帮助。这个例子告诉我们:首先,允许并鼓励科学家就重大灾害问题展开独立调查有利于政府提升公信力;其次,科学家的眼光往往更为远大。

□哈林(美国 物理学博士生)
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