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颶風“亞歷克斯”最近在墨西哥灣肆虐,擾亂了捕獲或清理英國石油公司麥康多油井噴湧出的石油的努力,並預演了強大的熱帶氣旋可能在持續的環境災難中造成的破壞。美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)到哥倫比亞大學的科學家們都在預測今年的颶風季節將比正常情況更加活躍,因此“亞歷克斯”很可能預示著未來會出現更多幹擾。
那麼,一場擁有10,000顆核彈能量的暴風雨,會對覆蓋約 6,500 平方公里的漏油事件造成什麼影響?
哥倫比亞大學拉蒙特-多爾蒂地球觀測站的海洋學家克里斯托弗·扎帕說:“石油不會跑到雲端,然後像雨一樣落到人們身上。” 或者,正如美國環境保護署在 6 月 23 日的宣告中所說:“美國環保署沒有任何資料、資訊或科學依據表明,與分散劑混合的石油可能會從海灣蒸發到水迴圈中。”
當然,海浪飛沫和蒸發的水會攜帶石油和任何化學分散劑,但這可能不會是世界末日的景象或體驗。美國國家海洋和大氣管理局在邁阿密的 大西洋海洋與氣象實驗室的颶風研究主任,氣象研究員弗蘭克·馬克斯說:“冷凝形成雨水的水中很可能含有少量碳氫化合物的痕跡,但這很可能比正常汙染的含量還少。” “可能含有與洩漏相關的碳氫化合物的水蒸氣量將非常非常少。”但它會存在。美國環保署在其網站上宣告,該機構已在海灣沿岸空氣中檢測到“與石油相關的汙染物”,如揮發性有機化合物、多環芳烴和硫化氫,但“含量很低”。
這些受汙染的空氣和水蒸氣肯定會被帶到近岸,並像海水中鹽分在颶風過後經常會覆蓋內陸數公里一樣,在從樹木到電力變壓器等所有物體上留下油性殘留物。北卡羅來納大學的海洋物理學家裡克·呂蒂希說:“如果水中有油,它就會在某種程度上一起移動。我不知道影響會有多大。”
截至目前,美國國家海洋和大氣管理局預測將有14 到 23 個被命名的風暴——這是美國政府機構在數十年預測中預測到的最多的熱帶氣旋。“今年,各種有利於熱帶氣旋形成和傳播的因素都已到位,”呂蒂希說。“我們必須回顧 2005 年的季節。這是我們所知的唯一一個似乎與我們預期今年可能發生的情況相當的年份。”那一年,颶風“卡特里娜”和“麗塔”在墨西哥灣造成了它們自己分散的浮油,同時摧毀了新奧爾良和墨西哥灣沿岸——總共有 28 個風暴。2010 年,海面溫度——颶風的主要燃料——已經高於 2005 年。“實際上,它正處於前所未有的水平,”國家大氣研究中心地球系統實驗室主任格雷格·霍蘭德在 6 月 30 日向國會作證時說。“這是全球變暖和自然變異的結合。”
已經有風暴導致閃電襲擊了從破損油井抽油的“深水地平線”鑽井平臺,導致該平臺關閉,甚至相對較小的颶風“亞歷克斯”也阻止了救援工作,在三天內阻止了大約 60,000 桶石油的撇油或燃燒。“天氣從幾個方面打擊了我們:一是我們無法恢復,二是它確實破壞了圍油欄,使其更容易(讓石油)滲透,”美國海岸警衛隊少將保羅·祖孔夫在7 月 2 日關於“亞歷克斯”影響的新聞釋出會上說,包括暫停撇油和燃燒以及移動保護海岸線的圍油欄。“不幸的是,當我們正在進行這種應對措施時,大自然母親已經投了反對票。”
分散和移動
首先,根據科學家的說法,超過每小時 119 公里的颶風級風會進一步混合和分散石油本身。“很多油會被混合在水柱中,”呂蒂希說。“這將有助於分散它,並幫助它更快地降解,所以這可能是一件好事。”
不太好的是:“它還會移動石油,”扎帕補充說,包括表面可見的浮油和海水中不可見的石油羽流。它到底如何移動石油——是將其衝向內陸還是將其推向更遠的海域——將取決於風暴的確切位置。北半球的颶風總是逆時針旋轉。因此,一個經過石油洩漏主體左側(或西部)的熱帶氣旋會將其推向更靠近海岸的地方,而一個經過右側(或東部)的熱帶氣旋會將其推向更遠的海域。“一個直接襲擊佛羅里達西海岸的颶風,很多石油都會在其左側,因此可能會被帶到離岸,”呂蒂希指出。“考慮到目前石油的位置,在卡特里娜颶風路徑上的颶風會將大量物質推向海岸。”
他繼續說:“像 2008 年的“艾克”這樣的颶風可以將石油移動相當遠的距離。它可能會將密西西比三角洲附近甚至東部的石油移動到德克薩斯海岸,因此加爾維斯頓可能會看到它。”
呂蒂希的模擬與美國國家海洋和大氣管理局對持續漏油事件可能移動軌跡的數學建模相矛盾,該模型顯示德克薩斯州受影響的可能性較低,並且石油總體上向東移動——在沒有颶風的情況下。
清理影響
當然,正如“亞歷克斯”所證明的那樣,風暴甚至不必靠近浮油就會造成破壞。“(颶風)主要的作用是產生波浪,而這些波浪會傳播很遠的距離,”呂蒂希說。“它們會對撇油和其他阻止石油的努力產生影響。”
“亞歷克斯”的最高風速為每小時 160 公里,並且風暴路徑位於浮油以南數百公里處,足以將焦油球推到德克薩斯州的加爾維斯頓,甚至路易斯安那州的龐恰特雷恩湖。“颶風“亞歷克斯”的大型環流很可能促成了與石油洩漏相關的一些焦油球向西平流到路易斯安那州和德克薩斯州,”馬克斯說。但是,“很難將焦油球的到達完全歸因於“亞歷克斯”的存在。”
如果石油需要繼續從海底抽出,那麼根據美國海岸警衛隊少將薩德·艾倫的說法,運營將不得不在風暴來臨前大約 120 小時關閉,艾倫正在指導政府控制和清理石油洩漏的工作。英國石油公司安裝的新型帶帽防噴器可能會在未來避免這種情況。
阻尼效應
矛盾的是,正如從亞里士多德到本傑明·富蘭克林的科學家所報道或證明的那樣,石油還具有平靜洶湧海面的作用。由於兩種流體的表面張力不同,少量的石油可以抑制大量的波浪。
事實上,1989 年 5 月 15 日在《地球物理研究雜誌》上報道的一項德國實驗 (pdf) 發現,石油確實會抑制波浪,主要是透過抑制短波,而短波隨後無法將其能量傳遞給長波。扎帕說:“如果你把石油放在水面上,石油可以非常有效地抑制小波。” 但是“他們是在常規風速下發現這一點的,最大風速為 20 節,而不是颶風。”
石油還會抑制蒸發。但是,鑑於石油浮油雖然覆蓋了 6,500 平方公里,但仍然比颶風小三到四倍,因此預計不會抑制來襲風暴的威力。扎帕說:“颶風將會非常強大,它會破壞任何浮油,並導致它們變得斑駁。它不會對蒸發產生太大影響。” “這就是想法,但我們不確定。”