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灾害现场的结构工程师

2023-05-10埃里克·本德尔

海外文摘 2023年5期
关键词:耶夫斯基劳拉飓风

埃里克·本德尔

有这样一群工程师,他们会在飓风、龙卷风、地震和海啸等极端事件发生的第一时间赶赴现场,评估为什么有些建筑能在灾害中幸存下来,有些却不能。

美国印第安纳州圣母大学的结构工程师翠西·基耶夫斯基–科雷亚说:“当你第一次看到飓风登陆所造成的巨大破坏时,你通常会震惊得喘不上氣。”基耶夫斯基–科雷亚和同事们稍微喘了口气就开始调查飓风所经之路上建筑物的损毁程度。他们的发现对救援行动和灾害防御响应都很有帮助,同时,也填补了工程研究中至关重要的空白——如何更好地改善沿海建筑。

基耶夫斯基–科雷亚是极端事件勘察组织的首任负责人,自2018年起一直担任着这个职务。该组织是美国国家科学基金会自然灾害工程研究基础设施项目的一部分,该项目会派遣志愿工程师对飓风、龙卷风、地震和海啸造成的破坏进行评估。

第一次接受采访时,工程师们正忙于评估飓风“艾达”造成的破坏,“艾达”于2021年8月29日登陆路易斯安那州。飓风“劳拉”在2020年以每小时240公里的风速袭卷了海岸,应对“劳拉”的经历让工程师们分析出了飓风路线图。

2020年8月,在各种学术和政府组织安装好设备后,“劳拉”沿着事先预测的路线一路行进。基耶夫斯基–科雷亚说:“在飓风登陆前的24小时内,我们大概有六个不同的团队协同合作,放置仪器,然后赶在它登陆前离开那里。”一些风力工程师留守到了最后——当暴风雨呼啸而过时,他们一起挤在酒店的房间里,在骇人的阵阵狂风中兴高采烈地发信息。

与此同时,美国各地的数十名结构工程师也加入了线上勘察团,挖掘来自社交媒体、当地媒体、应急机构等渠道的信息,以构建事件全貌。美国联邦紧急事务管理署的管理者们无法像结构工程师们那样高效,所以他们也会仔细研究勘察团的评估报告。

基耶夫斯基–科雷亚清楚地记得,她十岁时在伊利诺伊州芝加哥市的家里观看了1985年墨西哥城地震的电视报道,那时她就觉得自己有义务帮助那些被困在废墟中的人。后来,她进入工程领域研究建筑物对风的反应。她说:“那颗种子一直在我的脑海里。”

2004年,印度洋海啸造成了20多万人死亡。一年后,基耶夫斯基–科雷亚加入了圣母大学和泰国工程师的团队,对泰国沿海地区的损毁情况进行了勘察。她工作时,就把襁褓中的儿子背在背上。“现场令人震惊。”她回忆道,“我们遇到了仍在寻找孩子的父母,作为一个母亲,我真的很难受。”

此后,基耶夫斯基–科雷亚继续领导极端事件勘察工作,并亲赴2010年海地大地震和2016年飓风“马修”的灾害现场。

2017年8月,当飓风“哈维”袭击得克萨斯州时,自然灾害工程研究基础设施项目的另一组人员请她招募一个结构工程师团队,于是,她组织了第一次由社区领导的飓风应对行动。重要的是,这次临时组织的行动将收集到的所有数据进行了规范化与共享——这在学术界并不是必须的。

这就是极端事件勘察组织的起源,现在该组织已经招募了300多名研究人员,应对了数十起灾害。

在飓风“劳拉”之前,每一组勘察志愿者都会在风暴一过境就飞往现场。但是之后,由于受新冠疫情的限制,工程师们只能陆陆续续地加入进来。

也有一些志愿者,比如阿拉巴马州奥本大学的结构工程师大卫·卢艾什,确实是在第一时间开车前往现场的,并在飓风登陆12小时后到达。“实际上那时什么都没来得及恢复。”卢艾什说,“所有的电路都处于中断状态,路上全是残骸。”

卢艾什在他的车上装了一个360度的摄像系统,可以收集数百公里范围内的损毁场景。然后,这些图像会被处理并与线上团队共享,这是勘察团队努力了解整个地区破坏程度的基础。

勘察团队会用手机应用程序报告受损建筑物,拍摄带有全球定位数据的高分辨率影像,并与公众分享这一切。夏威夷大学马诺阿分校的结构工程师伊恩·罗伯逊说,一些团队还部署了空中无人机,拍摄了数千张照片,并用它们生成了三维现场图像。自动成像分析软件也能细致分析无人机的图像——比如估计受损屋顶的数量。

工程师们试图捕捉具有代表性的建筑物细节,而不是聚焦最令人惊叹的残骸。所有这些信息和分析都可以帮助他们了解为什么两座相邻又看似相同的房屋经常会有着截然不同的命运——有时原因是微妙的,也许是因为建筑上的隐藏差异,或者是因为高强度的局部受力。

不过,要分辨出风、雨、风暴潮和海浪的组合是如何摧毁建筑物的,绝不是一件易事。

伍兹霍尔海洋研究所的海岸海洋学家布里特·鲁本海默说:“这种相互作用多发于风暴最强的时候,在这个时期,风暴潮和海浪席卷陆地,而且会伴有强降雨。”鲁本海默领导着一个类似极端事件勘察组织的团队,该团队会在飓风来临之前沿着海岸放置仪器,收集风暴潮、海浪、挟沙水流和其他现象的数据,然后研究海岸是如何变化的。她说:“我们真的非常需要在强风暴期间进行测量,这样才能了解这些现象是如何相互影响的。”

基耶夫斯基–科雷亚和同事们用在“劳拉”、“艾达”及其他风暴中收集的数据来研发功能更强大的仿真场景,以模拟飓风对不同类型建筑物的影响方式,并借此学习新知识,以便设计出抵御飓风的建筑结构。

基耶夫斯基–科雷亚说,十多年的经验告诉她,这项工作的重点仍然是人道关怀。

在挨家挨户进行勘察时,她总是特别注重与居民交谈,而不是简单地给他们的房子拍照,迅速评估损失,然后去下一家。

“通过花时间和一个个家庭交谈,我学到了很多东西。”她说,“我真的很在意他们,我想表达我的同情和尊重,因为我能切身体会他们的损失有多大——那是他们努力工作所获得的一切。我牵过他们的手,哭过,和他们拥抱过。我确保了受灾的人都能得到帮助,同时他们也送过我啤酒,和我击过掌。”

基耶夫斯基–科雷亚说:“我们告诉他们,我们会在这里帮助他们,并且,我们将尽最大努力,确保这种情况不再发生。”

[编译自美国《史密森尼》]

编辑:马果娜

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