Нейросети для прогноза природных ЧС: цунами
Прогнозирование стихийных бедствий – путь к снижению неблагоприятных последствий природных чрезвычайных ситуаций. Способность заранее и с высокой точностью просчитать для конкретных территорий время возникновения и интенсивность цунами, землетрясений, извержений вулканов, ураганов и наводнений может спасти тысячи жизней и существенно сократить материальный ущерб.
Последствия цунами в Японии, город Хигасимацусима, 2011 год. Погибло не менее 1039 человек (изображение из открытых источников)
Несмотря на множество расчетных методик, накопленные базы данных, прорывные технологические достижения, со 100% вероятностью предсказать надвигающуюся природную катастрофу пока невозможно. Но уверенные шаги в эту сторону уже совершаются: ученые используют искусственный интеллект и машинное обучение, чтобы прогнозировать катаклизмы и минимизировать ущерб от них.
Предсказаниями цунами ученые занимаются около века. Начиная с 1960 годов сейсмические станции и датчики давления на дне океана позволяют обнаруживать подводные землетрясения. Эти толчки и становятся причиной гигантских волн на поверхности моря. Информацию с них обрабатывают специальные центры. В России этим занимается Федеральное государственное бюджетное учреждения науки Федеральный исследовательский центр «Единая геофизическая служба Российской академии наук». Основной его целью является проведение фундаментальных научных исследований и прикладных разработок в области геофизики и геоинформатики и системного анализа.
Раннее предупреждение о цунами - сложная задача, так как риск во многом зависит от особенностей подводного землетрясения, которое его вызывает. Чтобы понять, насколько мощные толчки идут под водой, традиционно используют глубоководные буи, фиксирующие изменения уровня воды. Анализ поступающей от них информации требует времени, поэтому в случае опасности своевременная эвакуация часто бывает невозможной.
Для решения этой проблемы ученые из Калифорнийского университета (США) и Кардиффского университета (Великобритания) создали систему раннего предупреждения о цунами. Она сочетает в себе современную акустическую технологию с искусственным интеллектом, что позволяет незамедлительно классифицировать подводное землетрясение и определить, насколько оно потенциально опасно и может ли вызвать цунами.
Ученые предлагают опираться не на изменение положения глубоководных буев, а измерять акустическое излучение (звук), создаваемое землетрясением, поскольку звук распространяется значительно быстрее, чем волны цунами по поверхности океана или моря. Алгоритмы ИИ классифицируют тип смещения и магнитуду, а затем рассчитывают длину, ширину разломной зоны, скорость подъема участка океанского дна и продолжительность землетрясения, т.е., параметры, определяющие масштаб цунами.
Таким образом использование искусственного интеллекта и машинного обучения позволяет быстрее и эффективнее производить оценку сейсмической активности, а значит, своевременно оповещать население об угрозе цунами и информировать о необходимости эвакуации.
