5月12日，我們(men) 將迎來第15個(ge) 全國防災減災日。

　　近年來，隨著我國科技研發水平不斷提升，越來越多的科技成果被應用於(yu) 防災減災領域，一大批科技含量極高的防災減災設備投入實戰。

　　地震預測、火災救援、台風預報……在災害來臨(lin) 的緊要關(guan) 頭，一批“黑科技”衝(chong) 在最前線，發揮著無可替代的重要作用，最大限度地避免、減輕了災害對經濟社會(hui) 造成的損失，有力保障了人民生命財產(chan) 安全。

　　衛星監測地震

　　降低震災損失

　　地震是我國造成人員傷(shang) 亡最多的自然災害，同時我國也是世界地震災害最嚴(yan) 重的國家之一。全球死亡人數超過20萬(wan) 人的地震有7次，其中4次發生在我國。

　　從(cong) 過去的“震時救災”到當前的“綜合減災”，地震監測預報、地震災害防禦、地震應急救援構築了我國綜合減災三大體(ti) 係，正在盡可能將震災損失降到最低。

　　地震預測一直是世界性難題，其中一大困難在於(yu) 現有技術手段很難探知從(cong) 震源到地表的全過程。雖然人類目前仍然無法深入地球的“內(nei) 心”，但當我們(men) 從(cong) 太空望向地球時，觀察、研究其磁場的變化情況或許將為(wei) 地震預測提供新的視角與(yu) 思路。

　　在近期舉(ju) 辦的第35屆全國空間探測學術研討會(hui) 上，中國科學院國家空間科學中心研究員、國際宇航科學院院士、“張衡一號”衛星計劃首席科學家兼工程副總設計師申旭輝，介紹了2018年發射的我國地震立體(ti) 觀測體(ti) 係天基觀測平台首顆衛星“張衡一號”在軌運行5年取得的進展。

　　5年時間裏，電磁監測試驗衛星“張衡一號”已經觀測到全球約60次7級以上地震、近600次6級以上地震、數萬(wan) 次5級地震。

　　“我們(men) 發現，高達80%的6級以上地震在發生前半個(ge) 月有明顯前兆信號，較多出現在震前一周左右。通常衛星探測到的前兆信號不會(hui) 出現在震中的正上方，往往偏離震中幾百公裏。”申旭輝介紹道。

　　衛星監測突破了傳(chuan) 統地震科學研究的限製，電磁波可以從(cong) 地下到太空跨圈層傳(chuan) 播。統計數據表明，空間電磁擾動與(yu) 地震發生具有明顯相關(guan) 性。科學家通過衛星可以將電磁觀測範圍拓寬至全球尺度。從(cong) 震例觀測、收集的角度來講，“天上一年等於(yu) 地麵二三十年”。衛星監測可以讓科學家開展大樣本統計研究，為(wei) 檢驗各種方法和模型提供了基礎。

　　“張衡一號”能夠發揮空間對地觀測的大動態、寬視角、全天候優(you) 勢，通過獲取全球電磁場、電離層等離子體(ti) 、高能粒子觀測數據，對中國及周邊區域開展電離層動態實時監測和地震前兆跟蹤，彌補地麵觀測的不足，開辟了探索地震監測預測新途徑。

　　不過，申旭輝也坦言，目前大量前兆信號都是在地震發生後通過數據回溯找出來的，隻有少量數據是提前發現的，這是因為(wei) 數據處理非常複雜，在有限的人力和計算能力條件下無法對全球數據做到實時跟蹤。

　　申旭輝表示，現有空間衛星技術手段還無法實現時間、地點、強度三要素具備的精確地震預報，要想真正實現地震預報不能單靠一顆衛星，還要依賴地震學、電磁學、大地測量學、地球化學等多學科、多手段相結合。

　　探測儀(yi) “能摸會(hui) 聞”

　　搜救廢墟被困人員

　　在2022年4月發生的長沙居民自建房倒塌事故中，一款由應急管理部上海消防研究所和中南大學聯合研發的基於(yu) 多輸入多輸出（MIMO）雷達的人體(ti) 目標辨識與(yu) 定位裝備和多模融合生命探測儀(yi) 大顯身手。

　　救援人員利用MIMO雷達人體(ti) 目標辨識與(yu) 定位裝備，成功探測到3名被困人員的具體(ti) 位置，為(wei) 後續精準救援提供技術支撐。同時，救援人員借助多模融合生命探測儀(yi) ，通過視頻係統深入到廢墟縫隙中，確定了2名幸存者的被困位置及周圍環境，幫助救援人員科學決(jue) 策、精準施救。

　　應急管理部上海消防研究所高級工程師李震告訴科技日報記者，這兩(liang) 款新型生命探測裝備是“十三五”國家重點研發計劃項目“複雜災害條件下生命搜救裝備研究與(yu) 應用示範”的最新成果。

　　基於(yu) MIMO雷達的人體(ti) 目標辨識與(yu) 定位裝備具有探測距離遠、定位精度高、識別數量多的功能特點，可以準確搜索定位廢墟下被困人員位置，實現多個(ge) 目標的三維定位，降低誤報率，提高探測結果的置信概率，使災害救援現場搜救效能得到顯著提升。多模融合生命探測儀(yi) 則能夠綜合利用多種傳(chuan) 感器對廢墟內(nei) 被困人員進行探測，並將雷達回波、圖像和聲音等信息無線傳(chuan) 輸到手持終端進行綜合判斷分析，其可有效克服單一傳(chuan) 感器探測的技術缺陷，提高生命搜救效率。

　　不隻“耳聰目明”，有的新型生命探測設備還“能摸會(hui) 聞”。

　　中國科學院上海微係統與(yu) 信息技術研究所研究員陶虎團隊受星鼻鼴鼠“觸嗅融合”感知啟發，將嗅覺、觸覺傳(chuan) 感器與(yu) 機器學習(xi) 算法融合，研發出了“觸嗅一體(ti) 仿生智能機械手”（以下簡稱智能機械手）。該裝置可以在人體(ti) 被瓦礫石堆覆蓋的場景下，協助開展應急救援。在模擬救援中，智能機械手對包括人體(ti) 在內(nei) 的11種典型物體(ti) 進行了識別，準確率達96.9%。

　　智能機械手內(nei) 部的觸覺傳(chuan) 感器通過接觸撫摸感知壓力的變化，采集物體(ti) 的硬度、輪廓和局部的樣貌信息。智能機械手的嗅覺傳(chuan) 感器中裝有特定的氣敏材料，它們(men) 在接觸特定氣體(ti) 後會(hui) 產(chan) 生電阻變化。特定的氣體(ti) 組合又代表特定的物質，例如硫化氫、氨氣等就是人體(ti) 的特有氣味。救援人員隻需讓智能機械手進行觸摸，結合傳(chuan) 感器采集信息，智能機械手就能夠快速判斷出被救人員的位置。

　　該研究第一作者、中國科學院上海微係統與(yu) 信息技術研究所博士生劉孟瑋表示，模擬環境的測試已證明智能機械手具備實戰能力。一旦出現緊急災害，智能機械手即可投入救援。目前智能機械手已經具備基礎的仿生和傳(chuan) 感器功能，相關(guan) 研究團隊還將深化研究，通過進一步提升傳(chuan) 感器性能和精進算法，智能機械手未來還能夠敏銳地捕捉人體(ti) 的脈搏，進而判斷其生命體(ti) 征。

　　給台風“做CT”

　　提升氣象預報能力

　　台風是發生在西北太平洋和南海海域的強熱帶氣旋，台風活動有顯著的季節性特征，大多數台風發生在夏秋季節。

　　台風帶來的主要災害有暴雨、大風和風暴潮等。作為(wei) 一個(ge) 多台風影響的國家，幾乎年年夏天，我國沿海省份的群眾(zhong) 都會(hui) 緊張地關(guan) 注著台風動向，相關(guan) 部門也嚴(yan) 陣以待。

　　在廣東(dong) 省茂名市電白區蓮頭半島東(dong) 南方6.5公裏外的海上，矗立著一座鐵塔，這是我國首個(ge) 海洋氣象綜合觀測平台——博賀海洋氣象野外科學試驗基地（以下簡稱基地）海上綜合觀測平台。

　　這裏是我國觀測台風的最佳地點之一。近年來，該試驗基地已經發展成為(wei) 我國海洋災害性天氣研究最重要的野外觀測試驗基地，為(wei) 認識和理解台風、海霧和冬春季海上大風等天氣過程的邊界層過程和致災機理，積累了一批寶貴的實測數據，在台風預測、海洋災害防治中發揮著重要作用。

　　中國氣象局廣州熱帶海洋氣象研究所海洋氣象觀測研究組首席黃健介紹，台風本質上是在海上生成的超大渦旋，當台風快要登陸時，利用觀測平台上先進的海洋氣象觀測設備，可以給台風“做一個(ge) 綜合CT掃描”，從(cong) 而得到關(guan) 於(yu) 台風的一些數據。這些數據可以用來優(you) 化現有台風預報模型的物理過程參數化方案，進一步提升數值模式對台風路徑和強度的預報能力，為(wei) 防治台風帶來的次生災害提供參考。

　　目前，依托該平台，相關(guan) 研究團隊已經進行登陸台風觀測試驗研究29項，包括威馬遜、天鴿、暹芭等。不僅(jin) 如此，基地還首次對華南沿海海霧開展綜合觀測試驗，迄今共觀測到30多個(ge) 典型華南海霧。

　　無人機“天降神兵”

　　迅速控製森林火情

　　5月5日，四川攀枝花東(dong) 區弄弄坪街道高峰社區後山發生森林火災。經過救援人員兩(liang) 天兩(liang) 夜的撲救，明火已於(yu) 5月7日淩晨被撲滅。

　　每年我國都會(hui) 發生多起森林火災，給群眾(zhong) 生命財產(chan) 造成極大威脅。僅(jin) 今年4月，全國已發生森林火災56起，而森林火災的消防救援一直是世界性難題。

　　“森林火災往往發生在幹旱、氣溫較高的季節，且具有火勢大、擴散快、點多麵廣的特點。而且不少森林火災發生在山區，地形崎嶇，交通不便，極大增加了滅火的危險性。”中國低空安全研究中心主任、中國無人機產(chan) 業(ye) 創新聯盟副理事長孫永生此前在接受科技日報記者采訪時說。

　　無人機可以幫助解決(jue) 森林消防中“盲區多、危險性強”等問題。

　　此前在北京延慶區的一場森林防火實戰演練中，無人機應急救援團隊率先用無人機飛達消防員無法到達之地，化作“天降神兵”，展開全麵無死角偵(zhen) 察。其搭載的多種攝像頭實時對災害現場進行畫麵直播，觀察災害現場情況。無人機一旦發現燃點，迅速報出準確坐標，並繪出火場3D態勢圖，輔助決(jue) 策者進行指揮調度，快速執行精準救援計劃。

　　森林消防對無人機的基本要求是發現早、反應快、決(jue) 策準、效果實。森林火災的起因往往是複雜的，不同的火情需要針對性的滅火方案和滅火設備。無人機可以裝載多種類型的滅火劑，並根據現場情況進行使用。

　　航天科工仿真技術有限責任公司無人機滅火係統設計師楊興(xing) 光表示，對於(yu) 森林消防來說，單一的無人機由於(yu) 載重、處理能力等限製，難以直接有效撲滅火災。為(wei) 了消除隱患，將火災盡量遏製在初生階段，通過采用無人機蜂群戰術，將智能算法注入無人機群，形成層次化布局、協同作戰，能夠大大提升森林火災的滅火效能。(實習(xi) 記者 都 芃)