圖片來源: 

climate.gov

無人車和無人飛機不稀奇,現在還有無人船,這個名為Saildrone的無人船是為長時間收集資料而生,藉由使用太陽能以及風力可以執行長達12個月的航行,不只能精準收集海洋資料,還能即時回傳這些資料,使用者可以透過電腦或是手機接收,並且隨時更改航行方向前往下一個目標。

Saildrone的高適應性,甚至可以用來追蹤海豹捕食行為,美國國家海洋暨大氣總署(National Oceanic and Atmospheric Administration,NOAA)的太平洋海洋環境實驗室(Pacific Marine Environmental Laboratory,PMEL)研究員Chris Meinig表示,透過Saildrone可以觀察到很多以前無法看到的現象。傳統的海洋監測方法,皆無法提供這麼靈活的機動性,在海洋鋒面或是漩渦區域,追蹤海豹追趕獵物。而這架搭載接近百公斤儀器的無人船,不只可以用來研究海洋物理、生物地球化學、二氧化碳現象,甚至研究聲學背向散射原理以及水中生物。

使用環保能源的Saildrone,以太陽能電池板維持感測器電力,並主要以風力作為推動無人船前進的動力,因此Saildrone一次出航便能持續數個月,航行1,000公里以上,並且收集的資料皆透過衛星即時傳送給營運商,而營運商也可以透過遙控,改變Saildrone的航行目的地,進一步調查任何海域。

無人駕駛的Saildrone可以做到很多傳統監測所無法做到的事,像是在2017年7月,PMEL和漁業研究人員就曾派出Saildrone進行一次遠行,前往北極調查海豹以及魚類,同時也收集了該區海洋的資料。夏天是北極短暫的無冰期,但是白令海以及北極海域環境仍然十分險惡,傳統北極監測除了高成本外,還受限於航行的範圍,但是Saildrone的再生能源可以讓它航行得更遠,而且不需要冒著人類無法承擔的高風險。

在極區時,一隻肥胖的斑點海豹爬上了Saildrone休息兩天,造成機體運作負擔過大,無法正常運作。

PMEL海洋學家Jessica Cross表示,透過Saildrone能夠取得更加完整的北極無冰期的狀況,過去北極監測船只能給出單一片段的資料。他表示,Saildrone在航行的過程採集到的資料,豐富的超過以往的紀錄,他們甚至對Saildrone收集到關於海洋二氧化碳的變異感到驚訝,一度以為是感測器壞掉,後來經過驗證才發現資料沒錯。只是連續採集的高解析度資料與片段採集的資料,呈現的樣貌完全不一樣。

在研究太平洋聖嬰現象的時候,Saildrone的高解析度資料再次驗證了這種情形。在北極圈之行後,PMEL又再次派出Saildrone,研究海洋與大氣交換二氧化碳的情形,這次Saildrone前往距離中美洲海岸約1,500英哩的地區,這邊被認為,海洋釋放二氧化碳到大氣中的作用最為旺盛。

不過,原本該海域其實已經部署了一個約由70個浮標組成的熱帶大氣海洋(Tropical Atmosphere Ocean,TAO)陣列,測量海洋溫度的以及二氧化碳的變化,用以監測聖嬰現象。但是TAO陣列分散式的部署設計,導致收集到資料整體精準度低,聖嬰現象與反聖嬰現象的寒冷水域與溫暖水域邊界十分模糊。

PMEL海洋學家Adrienne Sutton提到,藉由Saildrone的靈活性優勢,所收集來的高解析度資料剛好填補了這個空隙。Saildrone在2017年9月從加州啟航,至2018年4月為期8個月,期間航行了約一萬四千公里,所收集到的資料嚇呆研究人員,因為他們從沒料到海平面溫度的差距可以如此劇烈。

Saildrone雖然在監測海洋屬於極尖端的科技,但是目前研究主力仍是研究船,因為龐大的噸位能夠乘載更多的監測儀器,另外,海面上的浮標也能穩定提供詳細的資料,所以Saildrone的目的也並非取代這些現有的監測技術,而是達到相輔相成的作用。

工程師們也繼續設計下一代的Saildrone,由於Saildrone公司發現,在白令海附近的極地氣候無法提供Saildrone足夠的太陽能,當要進入熱帶海域經過無風帶,失去風力又沒有足夠電力,讓Saildrone難以抵抗洋流,因此他們計畫為Saildrone建造更大的帆來提供足夠的動力。

Saildrone在白令海時遇到暴風雨。


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