Использование ИИ для создания системы раннего предупреждения о цунами

С помощью технологий контроля вооружений и ИИ группа ученых из Кардиффского университета разработала метод, использующий подводные микрофоны для раннего предупреждения о потенциально смертоносных цунами.

Являясь результатом землетрясений, извержений вулканов, подводных оползней и других причин, цунами - одно из самых смертоносных стихийных бедствий, способное вызвать широкомасштабные разрушения на огромных территориях. В 2004 году цунами в Индийском океане привело к гибели около 230 000 человек в Индонезии, Шри-Ланке, Индии, Таиланде, Сомали, Мьянме, Мальдивах, Малайзии, Танзании, Сейшельских островах, Бангладеш, Южной Африке, Йемене и Кении.

Существуют системы обнаружения и предупреждения цунами оставляют желать лучшего. Основанные на сейсмографах и датчиках давления, прикрепленных к буям, они могут обнаружить землетрясения, хотя не все землетрясения приводят к цунами, а буи могут обнаружить цунами только тогда, когда оно проходит мимо них, что оставляет мало времени для должного реагирования.

Эти системы предупреждения полезны, хотя и очень ограничены. Цунами формируются и перемещаются благодаря очень сложному взаимодействию факторов. Именно поэтому некоторые из них могут опустошать целые регионы, в то время как другие при выходе на берег поднимают уровень воды всего на несколько сантиметров.

Чтобы улучшить эту ситуацию, команда из Кардиффа разработала математическую модель на основе данных, собранных с помощью сети гидрофонов, созданной для обеспечения соблюдения Договора о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний 1996 года.

Используя эти данные и ИИ, команда смогла обнаружить и проанализировать в режиме реального времени звуки, исходящие от 200 землетрясений в Тихом и Индийском океанах. Они смогли определить местоположение очага землетрясения, описать создаваемое поле давления, продолжительность волны и скорость ее распространения. Таким образом, система могла классифицировать тип и силу землетрясения, а также размер цунами.

Такая информация может не только спасти жизни людей, но и помочь избежать ложных тревог и адаптировать предупреждения в соответствии с прогнозируемой опасностью. Разработанное для использования наряду с существующими системами предупреждения, следующим шагом будет разработка удобного для пользователя программного обеспечения, которое можно будет установить в национальных центрах предупреждения.

"Наше исследование демонстрирует возможность получения быстрой и надежной информации о размере и масштабах цунами путем мониторинга акустико-гравитационных волн, которые распространяются по воде гораздо быстрее, чем волны цунами, что позволяет получить больше времени для эвакуации населения", - сказал д-р Усама Кадри, старший преподаватель прикладной математики.

Исследование "Numerical validation of an effective slender fault source solution for past tsunami scenarios" было опубликовано в журнале Physics of Fluids.

Фото: Unsplash/Ilona Froehlich