案例集錦：無人機監(jiān)測火山噴發(fā)活動

無人機監(jiān)測火山噴發(fā)活動

借助現(xiàn)代傳感器技術(shù)監(jiān)測火山氣體數(shù)據(jù)，對于了解火山爆發(fā)的原因至關(guān)重要。但對科研工作者來說，靠近火山開展科研，是一項非常危險的工作，也會給后勤運輸帶來很大挑戰(zhàn)。目前，借助無人機技術(shù)，國外研究人員已能高效地將檢測裝置部署到位，不但能把風(fēng)險降到最低，而且也能提高傳感器數(shù)據(jù)的收集效率。下面是兩則與此相關(guān)的應(yīng)用案例。

該裝置配備的氣體監(jiān)測傳感器，可監(jiān)測多種有毒氣體。

英國研發(fā)出無人機載火山監(jiān)測裝置

英國布里斯托爾大學(xué)2018年9月7日稱，該校研究團(tuán)隊開發(fā)出一種輕量級火山活動情況監(jiān)測裝置，這種精密儀器，不但能在火山的嚴(yán)酷環(huán)境中持續(xù)工作，且可由無人機搭載，從而避免人員遇險。

這一新裝置被稱為“龍之蛋”，小巧輕便，內(nèi)部配備了能對溫度、濕度、震動，及多種有毒氣體進(jìn)行實時監(jiān)測的傳感器。由于整個裝置重量控制較好，研究人員可直接用無人機把它放置在火山口附近。裝置能將收集到的數(shù)據(jù)，傳回遠(yuǎn)處的工作站，進(jìn)行火山災(zāi)害評估。

更重要的是，這個裝置通常處于節(jié)電狀態(tài)，直到其中一個特殊的探測器，感測到火山活動帶來的震動時，才會喚醒其他探測器和傳感器，使整個裝置進(jìn)入全面工作狀態(tài)。這類特殊探測器所需能量很少，目前已在意大利一座火山上開展過實地測試。

研究團(tuán)隊表示，這種裝置仍需進(jìn)一步開發(fā)，未來有望在冰川觀測、核廢料儲存設(shè)施安全檢測等場景中發(fā)揮作用。

Black Swift S2小型無人機系統(tǒng)

NASA利用無人機監(jiān)測火山噴發(fā)活動

在世界上，每年大約有50到60個活火山發(fā)生大爆發(fā)，造成的健康和經(jīng)濟風(fēng)險涉及10億人，其中便包括對于氣候和航空的危害。比如，2018年1月下旬，菲律賓馬榮火山爆發(fā)，超過7萬人安全撤離。這一重要通知，便是監(jiān)測部門基于事故發(fā)生前兆而進(jìn)行的及時通報。二氧化碳增加排放量是火山正在恢復(fù)和可能爆發(fā)的最早指標(biāo)之一，但在很多火山上，尤其是在熱帶地區(qū)，很難將這些儀器放在火山上。

為更好地了解火山活動及帶來的后果，提高火山噴發(fā)的規(guī)劃和預(yù)警能力，2018年1月，美國國家航空航天局實驗室（NASA）便與該國企業(yè)合作，希望通過測量和監(jiān)測火山口噴發(fā)的氣體，更好地了解火山活動及其后果，并提高火山噴發(fā)的規(guī)劃和預(yù)警能力。

該項目在哥斯達(dá)黎加進(jìn)行，采用了一款名為Black Swift S2的小型無人機系統(tǒng)，可通過無人機飛越活火山附近森林冠層，捕獲空中的二氧化碳含量來測量數(shù)據(jù)，從而更準(zhǔn)確地測量存在于從通風(fēng)口、包括被樹冠遮蔽的火山范圍內(nèi)釋放的氣體化合物，以幫助量化火山的生命周期。

這款小型無人機系統(tǒng)帶有多種氣體傳感器

據(jù)了解，這款無人機配備了測量火山噴發(fā)過程中能感應(yīng)二氧化碳和水蒸汽的傳感器。未來，該無人機系統(tǒng)還可包含可測量甲烷、硫化氫和二氧化硫的傳感器，用于評估火山顆粒大小和分布的濁度計，以及用于分析壓力，溫度，濕度和三維風(fēng)向的大氣探頭。

相關(guān)研究證明，二氧化碳的排放水平，可用來測量和預(yù)測火山爆發(fā)的風(fēng)險。從火山噴口和裂縫，噴氣孔和擴散側(cè)翼排放物釋放到大氣中的氣體濃度增加表明爆發(fā)的可能性更高。通過研究這種氣體混合物的組成并監(jiān)測其組成的波動，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)他們可以更好地預(yù)測火山爆發(fā)的可能性。