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这位专家如何在风暴来临前做好准备

应急专家 Rohini Sampoornam Swaminathan 利用不断发展的测绘和遥感技术,在自然灾害发生前就能预见风险。

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2004 年的海啸摧毁了印度泰米尔纳德邦(上图),并造成南亚约 23 万人死亡。图片来源:Ami Vitale/Getty IMAGES

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本文最初发表于我们 2022 年 5/6 月刊,题为“风暴来临之前”。点击此处订阅以阅读更多此类文章。

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2004 年海啸袭击印度后,当时 14 岁的 Rohini Sampoornam Swaminathan 随父亲走访了多个受灾村庄。

她注意到那些曾经充满渔业活动的地区,如今一片死寂,弥漫着绝望的气息。人们失去了家园和亲人。渔船,许多人的唯一经济来源,被冲走或完全摧毁。她遇见一位老人,他指着埋葬着数百人的乱葬岗,告诉她没有时间挖单独的坟墓。

她仍然沉浸在灾难的悲痛中,躲进一家网吧,想找出自然灾害发生的原因。她偶然发现了地理信息学——测绘和遥感的科学,并了解到它如何帮助社区为危及生命的灾难做准备。

Swaminathan 现在是联合国儿童基金会风险分析和防备司的应急专家。在那里,她利用地理空间技术预测全球自然灾害,并测绘和监测流行病和政治冲突等其他危机。

随着气候变化加剧风暴和其他危险,Swaminathan 的工作将是拯救生命的关键:只有当我们知道灾害发生在哪里,应急人员才能快速有效地规划他们的响应和恢复工作。

美国国家航空航天局的 NOAA-20 卫星被用于追踪全球的灾害。(图片来源:NASA)

美国宇航局

问:是什么促使您选择从事地理信息学——它到底是什么?

RS:我一直对地理学很感兴趣。但真正影响我的是自然灾害,尤其是印度洋海啸,发生在我大约 14 岁的时候。

我父亲的工作是负责[南印度]泰米尔纳德邦渔业部门,他过去常常去渔村。我经常和他一起去,因为泰米尔纳德邦海岸很美。海啸发生几周后,我们回去看到了自然灾害的威力。我们住在海岸附近也经历过气旋。但没有一种像海啸那样可怕。

后来,我了解到,像安装扬声器来警告人们巨浪这样简单的事情,可能就能挽救成千上万人的生命。一旦我了解了地理信息学及其在应对自然灾害和准备公众方面的应用,这便成了我最大的动力。

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问:您目前正在做什么?

RS:我扫描全球局势,找出潜在的新风险或现有局势的恶化点,例如自然灾害、冲突、疫情或大流行病——任何可能影响这些国家儿童的风险。我通过使用全球模型、新闻以及我们区域国家办事处的帮助来做到这一点。我们正在开发一个交互式在线仪表板来识别潜在威胁。

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问:从技术角度看,您的领域与几十年前相比处于什么水平?

RS:卫星遥感赋予了我们以前不曾拥有的能力。不仅在于预警,它还是一种在事件发生后了解灾情范围的有效方式。

对于 2015 年尼泊尔地震等大规模灾难,最初的 72 小时是拯救最多生命的关键时刻。但当灾难发生在山区的一个村庄,并且通信中断时,卫星图像可以快速显示哪些地区受到了影响。地震后,山体滑坡非常常见。所以,我们需要知道载有物资的卡车是否能到达村庄。道路是否仍然畅通?桥梁是否还在?救援人员需要这些信息,但他们无法在现场获得。

有一个名为“国际空间与重大灾难宪章”的全球联盟,无论自然灾害发生在哪里都可以启动它,所有国家都免费提供支持。无论哪个国家的卫星经过,它们都会拍摄图像,这样我们就有更多的信息。这极大地帮助了我们的响应,因为否则卫星图像的价格会非常昂贵。

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卫星图像帮助科学家确定飓风的强度和路径,并允许受影响社区及时疏散。(图片来源:think4photop/Shutterstock)

think4photop/Shutterstock

问:您能解释一下地理信息学如何帮助社区层面的人们吗?

RS:预警系统在国际上产生了巨大影响。

我小时候,我们直到气旋来临前几个小时才知道它要来了。现在我们有模型,可以在气旋来临前七天半准确预测其轨迹。这样我们就有充足的时间做出响应。我们在联合国儿童基金会一直倡导风险分析和更好的预警,以应对灾难。我们通过整合不同的数据源,包括天气、疾病和人口数据,将它们整合成人们可以理解的格式。

索马里是一个很好的例子。我们将所有信息整合到一个平台,并在全国范围内进行空间展示。这有助于我们看到哪些地区可能最容易遭受洪水、干旱甚至(虽然罕见)气旋等特定灾害。我们需要知道它可能发生在何处。

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而且,这不仅仅是关注灾害。第二步,我们找出有多少人住在那里。我们有许多全球数据集,可以相当准确地估计人口。

第三件重要的事情是了解这些人的脆弱程度:有多少儿童,贫困或营养不良率,任何可能加剧已存在风险的脆弱性风险。

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通过结合这三者——灾害、脆弱性、暴露度——我们可以知道风险在哪里,并了解如何帮助那里的人们。我认为,将这种空间信息和来自地面的非空间数据结合起来,是推动更高级别决策的强大工具。

问:这项工作如何帮助全球的飓风?

RS:了解飓风和洪水何时发生非常重要。它们一起是影响人类生命的最可怕的灾难之一。我们与区域机构合作,它们在为飓风做准备方面发挥着巨大作用。

例如,联合国儿童基金会与加勒比地区灾难应急管理机构合作,共同制定防备和响应计划,因为他们已经在基础层面开展这些工作,我们希望避免重复工作。

我们为联合国儿童基金会合作的每个国家都制定了季节性灾害日历,我们重点关注飓风和热带气旋。在本季节开始之前,世界气象组织和其他研究机构的科学家会运行全球模型,告诉我们情况会有多糟糕。2021 年,我们在几个月前得知,这将是一个高于平均水平的大西洋飓风季节,有三到五级 3 级气旋。一旦我们有了这些信息,我们就会与政府机构会面,确定如何做好准备。在联合国儿童基金会,我们资助一些预防性活动,以便人们能够预先储存物资或进行一些能力建设,学习如何应对。为经常发生的灾害做好准备能带来天壤之别。

去年的太平洋台风季比平均水平低(如上图所示)。但最后一击,超级台风雷伊,以每小时 160 英里的风速登陆,并摧毁了菲律宾。(图片来源:MEOW/wikimedia commons)

MEOW/wikimedia commons

问:随着气候变化持续加剧自然灾害,我们如何改进防备工作?

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RS:科学发展使我们能够比以往任何时候都更详细地了解自然灾害。我们拥有复杂的全球模型,用于预测气旋、地震和飓风,在大多数地区为我们提供可靠的预警信息。

例如,对于热带风暴,我们使用多个来源,例如联合台风预警中心(美国海军和陆军的合作)的警报,以及美国国家海洋和大气管理局(NOAA)的天气报告。

但主要问题是双重的:一是如何将这些信息传达给生活在危险区域的人们。这需要通过多个环节,将信息提供给他们国家或地方的灾害管理部门。二是了解区域层面的脆弱性因素,如贫困和童婚。因此,整个领域都需要改进。

我们在防备方面取得了长足的进步。但几乎在世界各地,防备工作获得的关注程度都不如灾害响应。我们在事情发生后才做更多的工作。这需要改变。

人们已经认识到,如果我们投资于防备,可以在响应方面节省多少钱。但这种认识尚未可靠地传递。原因之一是人类心理,而且我们有太多紧迫的需求,很难证明为可能发生的事件做准备的合理性。

问:您曾作为联合国志愿者支持发展项目。这段经历如何与您的地理信息学工作联系起来?

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RS:我作为联合国开发计划署的志愿者,使用卫星监测来支持他们在世界各地的发展项目。例如,如果 UNDP 建了一所学校或医院,我会远程监测进展,并在发生冲突时检查建筑物是否仍然屹立不倒。

我曾有幸通过我在不同联合国机构的工作,去过南苏丹、阿富汗和吉布提等几个国家。这帮助我了解在不同环境下,人们的需求如何因不同的灾害而异。

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只要有可能,我也为其他非政府组织做志愿者,因为这为我的工作增添了不同的维度。否则,总会在总部工作与人们实际所在的地方之间存在脱节。我曾与土耳其的一个基层非政府组织合作,我最喜欢的一些时刻是与那些试图穿越土耳其前往希腊的叙利亚和其他难民一起工作。难民们会乘船过河,许多人在这次危险的旅程中丧生。我们开始绘制难民营的地图,以确定有多少人在哪里,并帮助他们安排食物供应和获得医疗救助。

问:您最大的职业成就是什么?

RS:当我给学生做讲座时,我感到最自豪。尤其是在印度,许多女孩能与我产生共鸣,因为我的样子和她们一样。人们写信给我,说她们从未想过一个来自印度农村的女孩能做所有这些事情。但这并不需要天才,只需要动力和合适的机会。当我分享这些时,它对学生产生了巨大的影响。

第二件事是,这个领域女性的代表性不足,尤其是色人女性。我担任一个名为“地理信息领域女性”的专业网络的执行委员会成员,我们正努力在世界范围内促进女性在这个技术领域占据更多空间。

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问:疫情是否突显了应急管理领域的重要性?

RS:我认为疫情对公众对防备需求的理解产生了巨大影响。

近年来,我在印度看到学校播放当地语言的视频,教人们如何应对气旋。一些新兴国家在改进其预警系统、防备措施以及了解我们能够多快做出响应方面做了大量工作。我认为,在后疫情时代的新生活方式中,只要这件事还在人们的记忆中,我们就会利用这些经验来普及应急防备和理解风险。疫情加速了更多国家制定灾害风险减少政策。


日本使用警报系统提醒人们注意即将到来的海啸。(图片来源:PATARA/Shutterstock)

PATARA/Shutterstock

世界如何为最坏的情况做准备

预警系统,用于通知人们即将到来的自然灾害,需要付出巨大的努力。它们需要监测和预测风险事件,分发警报并准备地方响应。但其益处远远大于弊端。

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目前,约有一半的国家使用此类系统。它们包含了复杂的が候模型,其中包括来自卫星的大气和海洋数据,如温度、风速和降雨量。

在美国,美国国家海洋和大气管理局的科学家使用卫星数据和风切变、湿度和动量等测量值,对飓风进行实时雷达观测。他们将这些数据输入到生成预报的模型中。因此,国家飓风中心可以在登陆前 96 小时和 120 小时发布飓风预报。根据 2007 年《自然危害评论》的一项研究,在 20 世纪后期,预报措施阻止了 66% 至 90% 的美国飓风相关死亡(如果没有这些方法,这些死亡本会发生)。

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最近的创新甚至更适合挽救生命:自 20 世纪 60 年代第一颗气象卫星发射以来,天气监测已取得显著进展。在过去二十年中,美国得益于高分辨率地球观测卫星,能够测量大气和海洋变化,从而提高了预报能力。

但并非所有国家都能采用这些挽救生命的科技。在 2004 年南亚海啸发生前不久,夏威夷太平洋海啸预警中心就探测到了前兆地震。但由于大多数受影响国家缺乏足够的通信和应急响应系统,官员们无法广泛传播预警。

为了弥合这一差距,联合国自 20 世纪 90 年代以来一直与发展中国家政府合作开展灾害管理培训项目。这些项目指导官员使用地理空间技术来测绘和评估洪水、干旱和地震等各种灾害的风险。此外,像 Rohini Sampoornam Swaminathan 这样的专家也帮助监测这些事件,并将警报传播给受影响的国家。

他们首先审查天气数据,并与其他联合国机构及合作伙伴讨论三个月的气候预测。Swaminathan 和她的同事们专注于季节性威胁,如飓风和季风。

当灾害来临时,联合国通过订阅电子邮件和社交媒体发送警报。对于飓风和气旋,他们通常会提前七天发出警告。“洪水有点棘手,”Swaminathan 说:目前缺乏可靠的全球模型来预测山洪和沿海洪水。

接下来,联合国驻世界各地的办事处与地方政府协调。一个国家(的)联合国协调员可能会召集一个由联合国机构、各种非政府组织和红十字会组成的灾难救济小组。

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特定灾害需要额外的支持;例如,在地震的情况下,联合国会部署救援小队。在 2019 年 11 月阿尔巴尼亚地震后,联合国援助了约 20,000 名幸存者。

尽管监测和预警工作得到了加强,但气候变化由于天气模式的改变而使预报变得复杂。例如,气温升高可能会在热带气旋登陆前继续加剧其威力,让民众和预报员都措手不及。像 Swaminathan 这样的专家将不得不应对日益不可预测的气候。

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