海岸警卫队是如何在海上找到失踪人员的？
美国海岸警卫队搜救办公室（位于华盛顿特区）的物理海洋学家亚瑟·A·艾伦回答（由亚当·哈扎齐记录整理）
我们首先采访报告问题的人。我们试图 выяснить 他们何时何地遇到麻烦，何时离港，计划去哪里，以及可能前往的其他地方——他们的备用计划是什么。我们还想知道他们乘坐的是什么船，以及他们有哪些救生装备。我们基本上确定了事件所有可能的 сценария，并确定我们要寻找的是什么。
支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保未来能够继续讲述关于塑造我们今天世界的发现和想法的具有影响力的故事。
然后，基于这些信息，我们在名为“搜救优化计划系统”（SAROPS）的搜索计划软件的帮助下制定策略，该系统模拟各种物体漂流的轨迹。SAROPS 是一个基于蒙特卡洛方法的系统，它模拟称为粒子的单元。一些粒子将代表水中人员；另一些则代表船只。它们都可以在不同的时间和地点开始漂流。借助 SAROPS，我们可以对船只在何时何地遇到麻烦以及他们可能最终到达何处做出超过 10,000 次猜测。然后，该程序评估哪个 сценария 最有可能发生。当然，总是存在不确定性。
为了开始在 SAROPS 中设计搜索方案，我们从一个物体列表中选择，这些物体在各种条件下的漂流速率已经通过数学建模。我们掌握了许多不同物品的漂流特性信息，从人到 55 加仑的油桶，再到各种类型的船只，例如救生筏、海上皮划艇、帆船、小艇和难民筏。例如，在最近的一个案例中，我们知道失踪人员乘坐的是一艘带中央控制台的运动艇离开的，因此我们将该选项输入到模型中。
SAROPS 还考虑了风对海洋中各种洋流的影响。假设我上午 10:30 坐在办公桌前，计划 12 点到下午 3 点的直升机飞行。我需要知道从事故发生到今天下午的风向模式，以预测幸存者在间歇期可能漂流到哪里。为了获得这些信息，我们开发了一个名为“环境数据服务器”的强大工具，该服务器利用了美国国家海洋和大气管理局、美国海军和学术界的各种风和洋流数据来源，这些数据每天更新多次。服务器将所有这些数据转换为通用格式，以便我们可以将信息插入 SAROPS 中。
根据我们对受害者可能所在位置的最佳预测，我们通常会部署直升机、C-130 飞机、称为“巡逻艇”的船只和机动救生艇，以尝试找到他们。对于每种类型的飞机和船只，我们都知道如果我们采取给定的路径，探测到的概率是多少。我们在这些预测中考虑了诸如海浪上的白色浪花等影响，因为白色浪花会降低能见度。海面是一个非常难以找到人的地方。尽管我们搜索了许多平方英里，但海洋非常非常大，而您却非常渺小。这就像在康涅狄格州大小的区域寻找一个足球——一个人的头部露出水面。
如果搜救人员确实找到了人，那么我们会采访那个人（如果可行），并完全回到 сценария 的开头并相应地重新调整它们。在任何情况下，我们都会不断更新我们的模型并优化搜索模式，以考虑时间的推移和条件的变化。
我们搜救程序的另一个方面涉及生存模型。例如，我们有模型可以计算出在考虑向水中散热和颤抖产生的热量时，在冷水中人的净体温。在这种情况下，身材高大、肥胖或肌肉发达是有帮助的。人也可能脱水，这会加剧体温过低。除了失热外，受害者还会通过新陈代谢、呼吸和出汗失去水分，这在较温暖的水域中起作用。对生命的其他威胁包括捕食和食物耗尽；我们尚未建立这些模型。
即使天气条件允许继续搜索，如果我们的模型告诉我们受害者几乎没有生还的机会，我们也可能会停止搜索。不幸的是，尽管我们拥有技术和尽了最大的努力，但并非所有在海上失踪的人都能被找到。
有问题吗？…发送至 experts@SciAm.com 或访问 www.ScientificAmerican.com/asktheexperts