资料图：法航客机A330

　　考虑到海上每条船每天的费用高达十几万美元，我希望能多做几个实验，免得兴师动众而去，大失所望而归。但在这种看似万事已备的情况下，大家都有些急不可耐。第三次寻机方案基于法国学者的提议而制订，重点放在飞机最后所在位置范围的西北部。第三次寻机由此开始。这次寻找动用了伍兹霍尔海洋研究所两台深海自动行走声呐车，该所海洋工程专家也参加了寻找。他们将范围圆的西北面，也就是1/4圆分成69个方块，每天找一个方块。工程技术人员在那里一待就是一个多月，期间还经历了多次恶劣天气。他们辛辛苦苦地找遍了整个西北面海域，但客机仍然杳无踪迹。

资料图：用于寻找法航AF447的深海自动行走声呐车

　　领衔制订第四次寻机方案

　　当他们决定放弃寻找时，我正在上海华东师大进行学术交流。我收到了寻找结果的图片， 十分惊愕，彻夜难眠。第二天我又收到空客项目负责人的邮件，他希望我尽快回美国，并告之他会在我回到美国的第二天与我见面。

　　回到美国之后，与空客项目负责人同来的还有法国一位退役海军将军。他们说，这次失败对法国航空管理局打击很大，他们已失去能找到失事飞机的信心，但空客却坚持不懈，誓言无论如何也将继续找下去。他们希望由我领导的团队帮助制订第四次寻找方案。我出于自身考虑，表示既不敢、也没有能力承担此等重任。见我推辞，他们又找到蓝伯诺，劝我站出来接受这项工作。但考虑到各种因素，我当时觉得这是一个铤而走险又出力不讨好的事。空客项目负责人再次与我进行了长谈。他坦诚地说，第四次寻机由伍兹霍尔海洋研究所独家进行。

　　最后， 我们定下3个条件：1.我的名字不出现在第四次寻找团队名单内，我的介入对外保密；2.在制定第四次寻找方案过程中，空客必须提供真实资料，并满足所有科学研究需求；3.在我认为方案制订基本满意后，才能进行寻找。在得到东道主的充分承诺之后，我和我的团队，又踏上了这条寻机之路。

资料图：2009年找到法航的飞机零件

　　成功预测飞机残骸所在

　　自1999年以来，我领导的海洋研究团队开发了新一代非结构网格：有限体积海洋模式。这个模式的英文缩写为FVCOM。这一模型成功地解决了分辨海洋中复杂地形多尺度非线性物理过程的难题。但是，任何一个先进的模型都要依赖精确的驱动力。这种驱动力包括海面风速、风向、 太阳短波辐射、海面净热通量、 降水与蒸发、 潮汐、 河水通量等。法航AF447的失事海域位于南北赤道流和赤道逆流之间，那是一个中尺度涡旋频繁出现的海域。由于水深很深，一旦涡旋形成后，其生命期长至一年或几年。涡旋与涡旋相互作用再生涡旋。据我所知，目前没有一个海洋模型能够成功地模拟出该海域复杂的涡旋流场。再者，出事海域恰巧位于热带辐合带，由大气模型模拟出的该海域风场在风向上不可信程度较大。我们分析了由欧洲气象中心、 美国海洋大气管理局全球大气模式和由卫星反演的风场，它们的方向在2009年6月1日~6月19日期间相差超过90度。用模型来反演尸体和残片的移动轨迹，除流场外，还须考虑海面风的影响。如此不精确的风向资料是否可用？而且谁也没有方法保证由这种不精确风驱动下的海洋流场可靠性。加之该海域的海洋资料很少，仅有的就是路经该海域的表面和次表面的漂流计轨迹资料，而且这些有限的漂流计中有一部分所处水深不明。如何使这些资料运用到模型中帮助订正、计算出真实的流场？第三次寻找计划与第二次计划最大的不同就是用四维同化技术将漂流计资料同化入海洋模型。但由于所用的海洋模型均无法分辨出中尺度涡流的演变，最后失败了。但很清楚，这条路是对的，问题是如何走！

　　面对诸多不定因素，我们团队对每一个问题进行了深入的讨论。我们采用了将概率学与海洋模拟实验相结合的方法，首先建立了该海域高分辨率的中尺度天气模式，改进对热带辐合带风场的模拟精度。与此同时，建立了分辨率高达500米至1公里的FVCOM子区域模型，并将它与我们的全球FVCOM模型嵌套在一起。最为重要的一步是要求空客在飞机失事最大可能性圆内，以中尺度涡水平尺度为间距，在2010月6月投放9个表面漂流计。空客项目负责人对此事感到蹊跷，明明听我说该海域流场十分不稳定，每时每刻都在变。那么由2010年观测到的流场绝对不同于2009年出事时的流场，为什么出尔反尔？他们的确无法理解。好在他们还是按蓝伯诺提供的位置投放了9个漂流计。最后，其中一个出现故障，我们获得了8个漂流计的轨迹资料。

　　资料获得后，我详细阐明了我们的目的。正因为2009年所获得的漂流计资料来自不同水深，出现时间也不同，我们无法用这些资料来验证在模型分辨率达到何种程度条件下可以分离和模拟出热带辐合带处中尺度的流场。我们必须有一套同步的观测流场数据来验证和找出同化的时空尺度。我越讲他们越糊涂，不过通过交流，帮助他们增加了对我们的信心。通过大量实验，我们发现在当我们的模型分辨率尺度与同化空间尺度对应，而且同化时间窗与中尺度涡旋演变尺度成一定比例时，我们能成功地分离和模拟出8个漂流计的轨迹。

资料图：水下拍摄的法航失事客机的水下残骸

　　有了这一结果，我们用同样的方法和参数对2009年路经出事海域的漂流计进行同化模拟，并发现模型能将所有的漂流计轨迹重演。其模拟误差随时间增大，最可靠的时间段是2009年6月1日至6月10日。有了这些可靠的实验结果，我们选择了6月6日至8日找到的遇难者尸体，通过模型反演了在不同风场条件下他们从出事时到被找到时的漂移轨迹。我们只选择尸体而没有选择残片是因为残片大小差异太大，风对其影响率很难确定。我们用浮力理论对海面尸体漂移进行了研究，并向美国和欧洲的专家请教，找到了风影响的系数在1%~3%之间。通过对各种系数条件下尸体漂移的模拟，我们找到了4个概率最高的地点。第一地点就在飞机最后所在位置附近，第二地点是在东北海域内，第三个地点在飞机航线后方(那里曾经发现过油迹)，第四个地点在航线右后方的最大圆之外。我们通过对模型可信度的分析，认为第一个位置可能性最高。将我们实验结果汇总后，我起草了第四次寻找方案建议书。与以往不同的是，空客要求我简明扼要，并明确指定寻找路线与地点的前后安排。报告交上后，通过空客评估，最终交给海上寻机作业团队。这些成员大多都参加过第三次寻机工作。 由于他们经历过几次失败，对模型结果不大相信。他们要求我到他们实验室详细解释我们的方案和我们的推理方法，并提出了各种各样的问题。最关键的是，第一个可能位置已在第一和第二次找过，为什么还要再找。我花了整整一个上午耐心给他们解释。

　　第四次寻机就由伍兹霍尔海洋研究所海上作业团队在这种凝聚着许多不安的状态下展开了。非常幸运！海上作业团队第一时间就在我们预测的第一个地点海底找到了飞机残体。残体找到后，用高分辨率拍下了当地海底各残体和两个黑匣子的位置。随后的打捞过程十分顺利。当我在凌晨收到发自空客项目负责人找到飞机的邮件时，我兴奋极了。尤其是注明就在我们指定的位置上找到，我顿时感到前所未有过的轻松。我把邮件转发给我们实验室的全体同仁。参加这次试验的成员全部是华人，研究员包括徐启春、 戚建华、林辉婵、赵柳智，当时的研究生是高郭平、 薛鹏飞和来志刚。他们是真正的无名英雄。没有他们的努力和认真的工作， 此次成功是不可能的。作者：陈长胜(美国麻州大学海洋科学学院教授)

资料图：打捞起的零件残骸

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