考慮海床彈性:水聲波研究給出了馬航MH370的墜機位置新線索
離奇消失的馬航370客機,引發了許多的猜測。有人認為,它可能在2014年3月墜入南印度洋,並提出了利用水下聲波來測定飛機落水點的方法,遺憾並未找到。不過新方法認為,現在有兩個待測定的新位置,以及這架飛機可能有一條替代航路。因為當你將鵝卵石放入湖中時,衝擊位置會產生水波,從而產生人耳可聽見的飛濺聲。
另一種類型的(水聲)波,也可在水中產生。它與聲波相似,但流速比在空氣中快得多,達到1500 米/秒(而非340 米/秒)。
類似地,當隕石或飛機等大型物體猛烈地撞擊海洋表面時,它會產生極大的表面波,以及來自突然改變壓力的一系列聲波(聲重力波)。
聲重力波(acoustic-gravity waves)可以在水中行進數千公里,在消散之前傳遞關於撞擊源的重要信息。
在上一次研究中,我們觀察了印度洋水下麥克風站點拾取到的聲重力波,以縮小MH370 航班可能對海洋造成的影響範圍。
但是,現在我們發現了另一個可能對位置測定產生至關重要的影響的因素—— 海床彈性(sea floor elasticity)。
當聲重力波開始穿過海底時,它們的傳播速度,會從1500 米/秒、增加到超過3500 米/秒。
以前的分析認為,海床是剛性的,不允許輻射波穿過它。但若考慮到海床的彈性,那麼波將以這種增強的速度行進。
與此前的研究一樣,本次研究分析的聲重力波信號,來自來自兩個水聲站(每站點均配備了三個水下麥克風)。
它們在MH370 失踪時很是活躍,首先是2014 年3 月7 – 8 日的HA01(位於西澳大利亞Cape Leeuwin),其次是HA08(Chagos Archipelago 的Diego Garcia)。
2014 年3 月7 – 8 日23:00 – 04:00 UTC 之間記錄的水聽器信號地圖,或揭示聲源的新位置、以及兩條可能的MH370 行進路線。
Data SIO, NOAA, US Navy, NGA, GEBCO; © 2018 Basarsoft; US Dept of State Geographer; © 2018 Google(作者供圖)
此前的研究,著重於HA01 在2014 年3 月8 日00:00 – 02:00 UTC 期間收到的信號,以及MH370 最後時刻的衛星數據(00:19 UTC / 第7 弧)
然而基於我們對聲重力波的新認識(分析了更遠的HA08 站點的數據),HA01 水聲數據的時間範圍就更寬了—— 即3 月7 – 8 日,23:00 至04:00 (UTC +1)之間。
考慮到海床彈性的影響,我們之前使用HA01 數據確定的信號位置,現在已經有所不同—— 如上圖紫色標記(信號相對於水聽器的方向)所示。
若信號以給定距離的兩倍速傳播,它應該已經是原始計算距離的兩倍(不計彈性),因此撞擊位置相對於水聽器站點將更遠。
想要分析HA08 站點的信號,其實面臨著更大的挑戰。它們被噪音扭曲,據信是由於在海洋一側的軍事演習造成的(上圖紅線所示)。
儘管擬議的路線和撞擊點遠離第7 弧,但我們仍建議進一步研究HA08 的一些信號。其中一些信號的軸點,恰好是軍事行動信號被拾取到的區域(或與軍事行動有關)。
但若信號與MH370 有關,這將表明,墜機點可能在印度洋北部的某個新位置(如上圖左上角所示)。
借助HA08s 數據逆推的信號位置,確實存在很大的不確定性,仍需進一步的詳細分析。不幸的是,除了嘈雜的記錄信號之外,還缺少來自HA08 的25 分鐘數據。
不過,負責水聽器站的“全面禁止核試驗條約組織”,已經幫忙搞清了這缺失的25 分鐘的停工問題。
通過對3 月7 號23:00 – 3 月8 號04:00(UTC)期間的信號分析,發現它們無一例外。
而且,這是獨立於其它來源(例如衛星數據)完成的,能夠最大限度地減少與其相關的不確定性的引入。
上述建議已傳達給馬航MH370 安全調查組、澳大利亞運輸安全局、以及其它相關部門,希望能夠幫助其找到這架失踪多年的客機。
[編譯自:TNW ]