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迷航的中國氣球怎麼飄到美國?其實早能預測飛行路徑?

PanSci_96
・2023/02/14 ・2263字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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日前,在距離美國海岸線一萬八千公尺的領空,飛彈 AIM-9X 擊中了一顆大型高空氣球;美國與加拿大國防部公開聲明,該氣球來自中國。

這顆氣球在被擊落之前經歷了一段相當漫長的旅程,從中國出發後,沿途經過日本、阿拉斯加、加拿大、美國本土,最後才在大西洋外海被擊落。

如何推算飛行路線

該飛行路徑是由美國國家海洋暨大氣總署(NOAA)使用 HYSPLIT (Hybrid Single-Particle Lagrangian Integrated Trajectory)模型計算出的。

HYSPLIT 為一計算模型,可模擬在 100 公里內大氣環境中,任何位置釋放煙霧等粒子後,其隨著大氣傳播和轉移的軌跡;常用於森林大火、工業區廢氣的擴散,如:加州大火、福島核災等事件,以模擬污染物擴散軌跡,確保其不會進入人口密集區。

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若將 HYSPLIT 反向應用,就可透過計算擴散軌跡回推污染傳播路徑,以定位污染源位置。而此次的氣球事件,就是分析大氣氣流方向回推其可能路徑,最終推測出飛行起點位於中國。

氣球為何往東飛

氣球從太平洋西岸飛往東岸,原因不僅僅是為了要避開其他國家的領空,還因為這條「高空航線」只向東開放。在北半球的大氣環境中,風的方向通常是由副熱帶高壓帶吹向極地區域,加上科氏力影響,在中緯度高空會形成一條相當寬的「西風帶」;可想而知,也就成為了氣球環遊世界的最佳航線。西風帶會持續向東移動,對於颱風、洋流以及全球氣候系統都有深遠的影響。

中緯度盛行西風(藍色箭頭)。圖/維基百科

既然氣球乘西風飛翔,為何氣球走的不是直線,而像是繞遠路呢?難道它真的利用自主動力,繞開敏感地區嗎?

打開空中地圖來看,這顆氣球在進入加拿大後,一路向南抵達美國本土,這與「空中快速道路」——噴射氣流的路徑高度相似,因此很可能氣球就是搭著這股氣流前行。噴射氣流通常位於對流層頂部,因巨大的氣壓與溫度差,流速每小時可高達 200 至 300 公里;過去就有人利用噴射氣流降低航空器的油耗,甚至嘗試用來發電。

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既然它是搭乘噴射氣流移動,所以它應該就沒有動力囉?也不一定。目前無法知道這顆探測氣球的確切規格,其搭載的太陽能板除了提供儀器電力外,也可能在某種程度上提供動力。

由於氣候影響很大,釋放氣球也得要考量季節。在冬季的降溫下,西風帶會變得更加寬廣,風速也較為強勁;等到了夏天北半球漸暖後,西風帶就會變得狹窄且緩慢。因此,不論是過去的日本氣球炸彈,還是這次的探測氣球,都選擇在冬季釋放。

然而,氣球的路程並沒有一路大順暢。就正常情況而言,氣球在兩天內就該飄離,但這趟旅程就這麼剛好地遇到了平流層突然變暖,使得西風帶減弱,造成氣球的飄移速度下降,也就在美國本土多滯留了幾天。

究竟飛多高

這顆氣球在離開美國時,高度預計在一萬八千公尺以上。

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一般民航機飛行高度約為一萬一千公尺。圖/Envato Elements

民航機通常會選擇在一萬一千公尺的高度飛行,這剛好是大氣對流層與平流層的分界,平流層的氣流穩定性,使航程不那麼顛頗,而越往上空氣也會越稀薄,飛機越難取得足夠的爬升力。就氣球的一萬八千公尺而言,在美國現役的戰機中僅有 F-22 能上升到兩萬公尺,在安全距離內破壞氣球。

那為什麼不是以飛機用機槍將氣球射下呢?有必要用到要價 40 萬美金的響尾蛇飛彈嗎?過去加拿大也曾有氣象氣球失控朝著俄羅斯領空飛去,然而高速飛行的飛機不僅難以瞄準氣球,靠著打出的幾個小洞也無法將其擊落,只能盯著它慢慢洩氣,最後墜落。

這次美國等到氣球離開陸地再一次性擊落,在能掌握情況的前提下,可能為最佳方式了。

氣球比你想像得還要有用

氣球能上到一般航空器到不了的高度,充分展現了其戰略價值。

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而能上到兩萬五千公尺以上的探空氣球,同步串聯全球大氣資料,各國氣象研究單位藉此分析出完整資料。探空氣球的任務就是在緩緩上升的過程中,紀錄每個高度的溫度、濕度、氣壓、風向、風速、GPS 訊號等變化,做到大氣垂直方向上最精細的測量。

全球的探空氣球會統一在格林威治時間 0 點與 12 點釋放,台灣當然也沒缺席,同時間也就是台灣早晚八點,會從彭佳嶼、新店、花蓮、馬公機場、屏東機場、綠島、東沙島等地釋放探空氣球,遇到特殊天氣,下午兩點還會再多放一次。

探空氣球攜帶無線電遙測儀器,進入大氣層測量各種參數。圖/維基百科

商業氣球還能用來做什麼?其實在馬斯克的星鏈計畫之前,Google 也有類似計畫——Project Loon,要讓全世界偏遠地區都能上網;Project Loon 使用的就是可上升至兩萬公尺的網路氣球,而這項技術早在 2013 年 6 月於紐西蘭實驗成功。雖然 Google 已於 2021 年放棄該計畫,但這種概念並沒有因此消失,可作為發生天災、或遭遇戰事時,便宜、方便的重要通訊替代方案。

這次的氣球漂流記,撇除牽扯到兩大強權國的政治角力,讓全球民眾見證了,看似不起眼的氣球,能完成超高難度的移動。

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PanSci_96
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AI 生成影像有多接近真實世界?人類將製造出世界模擬器?
泛科學院_96
・2024/04/22 ・670字 ・閱讀時間約 1 分鐘

Sora 號稱自己是世界模擬器,但真的嗎?

這個問題,AI 大佬與研究者們比你更關心!

Sora 推出後不到一個月,不僅各大研究機構像開掛般發表相關論文,連 Nvidia、Meta、微軟,甚至是特斯拉創辦人 Elon Musk 也都跳出來分享看法⋯⋯

今天呢,我們從論文與 AI 大佬們的意見,來回答這兩個問題:

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  1. 為什麼 Sora 敢稱自己是世界模擬器?
  2. 世界模擬器離我們還有多遠?

說了那麼多,最後想問各位,你覺得照這個速度發展下去,你覺得會先成真呢?

  1. 通用型人工智慧
  2. 人類移民火星
  3. 都看不到,人類要滅亡了

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泛科學院_96
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我是泛科學院的AJ,有15年的軟體測試與電腦教育經驗,善於協助偏鄉NPO提升資訊能力,以Maker角度用發明解決身邊大小問題。與你分享人工智慧相關應用,每週更新兩集,讓我們帶你進入科技與創新的奇妙世界,為未來開啟無限可能!

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可以瑟瑟!AI 陪伴使用心得——我的 AI 女友有點危險?
泛科學院_96
・2024/04/21 ・963字 ・閱讀時間約 2 分鐘

任何新科技誕生,人們總會問:「可以拿來瑟瑟嗎?」

AI 也不例外,在去年 AI 浪潮中,「AI 女友」,或者說「AI 陪伴」,也如雨後春筍般出來。

從去年六月開始,加密創投傳奇 A16z 就不斷宣揚 AI 陪伴是趨勢,這東西有搞頭阿!還順勢在 GitHub 上分享自己開發的 AI 陪伴服務。

不過,我更在意的是 A16z 年初分享的 AI 陪伴工具圖!這裡的英文字母(NSFW)引起我高度的興趣,因此稍微探索了一下。所以今天呢,就來分享使用第一象限服務的心得……

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額……會被黃標?剪輯說所有素材都要上馬賽克?

蛤?這集居然能接到業配?廠商爸爸會罵?

恩……好,所以今天,我們來聊三件事:

  1. A16z 這張圖除了第一象限,還說了什麼未來趨勢?
  2. 推出 firefox 的 Mozilla 基金會對 AI 陪伴提出的警告
  3. 「AI 陪伴」真的有助於心理健康嗎?

如果你想來點刺激的,請自己探索第一象限,我幫不了你,但也麻煩看完 Mozilla 對 AI 交友提出的警告再行動。廢話不多說,讓我們開始吧~

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總之,使用 AI 陪伴服務的時候,我們建議妳參考Mozilla基金會的建議,我把中文翻譯放在這,希望能幫助到想用 AI 女友的人。

然後我回頭看了一下我有用過的 AI 女友,好像都蠻危險的……就不推薦各位去用了,自己斟酌。

最後,我們把兩方對 AI 陪伴的觀點與資訊放在這裡。因為我只研究 AI 女友,如果你想要看 AI 男友的測試,這個……給我一點時間。

也想問問大家,你覺得未來 AI 陪伴會怎麼發展?

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  1. 我就是要瑟瑟,A16z 的藍圖一定會成真
  2. 有太多問題了,AI 陪伴市場會泡沫
  3. 最終我們都會有一個 AI 伴侶,但不是現在看到的服務模式
  4. 其他,也歡迎留言分享喔


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【suno AI】五音不全也沒關係,讓 AI 幫你唱歌!這些 AI 是怎麼做到音樂生成的?
泛科學院_96
・2024/04/18 ・459字 ・閱讀時間少於 1 分鐘

不知道大家有沒有被傳說中的OO緊縮術攻擊,總之小編是中招了。

有時候一個人上網也是挺無助的,手足無措的我就想了解一下歌曲生成的魔法是怎麼出現的。

今天就讓我們來評測一下線上歌曲生成的服務,順便說說這些聲音生成是怎麼做出來的。

廢話不多說,讓我們開始吧!

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你有用過什麼更好笑,更好用的 AI 音樂生成工具呢?

我們最近有在研究怎麼用 AI 剪片,還有……AI 女友。

想看剪片的打+1,想看女友的打 <3

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