Предвидеть катаклизмы

Природные катаклизмы – одна из самых больших угроз для нашей планеты. Землетрясения, ураганы, наводнения наносят огромный ущерб и часто ведут к многочисленным человеческим жертвам. Чтобы минимизировать последствия стихийных бедствий, необходимо научиться прогнозировать не только сам факт возникновения катаклизма, но и его сценарий и последствия. В этом способен помочь искусственный интеллект. Например, в Японии уже разработан инструмент, позволяющий предсказывать развитие цунами в режиме реального времени.

Землетрясения в Японии происходят довольно часто, ведь эта страна расположена на двух тектонических плитах – Азиатской и Тихоокеанской, которые то и дело «трутся» друг о друга. Самые крупные землетрясения в прошлом столетии имели место в 1923 и 1995 годах. Во время второго «большого» землетрясения погибли около шести с половиной тысяч человек, 100 тысяч лишились крыши над головой, была уничтожена почти половина японской столицы Токио… В марте 2011 года на северо-востоке Японии в результате девятибалльных толчков погибли 20 тысяч человек…

За подводными толчками всегда следует цунами. При этом от эпицентра расходятся гигантские волны, скорость которых может составлять до 1000 километров в час! Хотя близ побережья скорость волны снижается до 500 километров, ее высота растет, а сила становится еще более разрушительной, что приводит к катастрофическим последствиям. Так, в 2011 году высота волн цунами составила 23 метра. 12 марта, по данным спутников европейского отделения НАСА, они достигли берегов Антарктиды. Несмотря на то что к тому времени их высота составляла всего 30 сантиметров, им удалось отколоть от шельфа Зульц­бергер несколько гигантских ледяных глыб.

16 марта отколовшиеся льдины достигли моря Росса. К тому времени была объявлена угроза цунами по всему Тихоокеанскому региону – на Филиппинах, в Индонезии и даже в странах Латинской Америки… Воздействие стихии ощутили на себе и российские территории, в частности Южные Курилы и Сахалин. Вблизи острова Шикотан волны вздымались на высоту до трех метров, возле Итурупа – до двух метров. Стоявшие в портах корабли на всякий случай отправили в открытое море, жителям предписали покинуть район побережья… После оповещения МЧС 11 тысяч человек покинули опасную зону.

В принципе способы прогнозирования стихийных бедствий существуют. Но все они не особо надежные. Скажем, метеорологи могут предсказать ливень или порывистый ветер, но они не смогут заранее сказать, грозит ли это затоплением или бурей, которая будет сносить крыши и деревья. Хорошими «детекторами» землетрясений считаются животные. Замечено, что за некоторое время до начала подземных толчков они начинают вести себя беспокойно, прячутся или массово покидают место, где находится эпицентр будущего землетрясения. Ученые объясняют это тем, что наши меньшие братья более чувствительны к магнитным колебаниям.

Но часто ли мы обращаем внимание на поведение животных? Конечно, если человек живет в сельской местности, он может заметить, что с домашними питомцами, скотиной или пернатыми что-то не так. А в городе, где люди порой целыми днями не выходят из квартир или офисов, уткнувшись в ноутбуки и смартфоны? Где даже кошка или собака есть далеко не у каждого?

Конечно, существуют сейсмографы различных видов. Так, несколько лет назад американские ученые изобрели электронную систему, способную предсказывать землетрясения, по крайней мере, за несколько секунд до их начала. Сигналы о грядущих толчках должны фиксироваться аварийными системами искусственных космических спутников, которые будут передавать информацию на Землю. Это позволит заранее предупредить население о стихийном бедствии. Малой толики времени достаточно, чтобы отключить электричество или отвести в безопасное место детей.

Но все-таки даже если это не секунды, а минуты, не каждый сможет спастись за такой короткий срок. Кроме того, не всегда мы верно оцениваем ситуацию. Например, при сейсмических толчках одни выбегут на улицу, а другие спрячутся в доме. Но кто гарантирует, что на улице на вас не упадет какой-нибудь тяжелый предмет и что ваш дом не будет разрушен? Таким образом, мало заранее знать о самом факте катаклизма, нужно еще и предвидеть, по какому сценарию он будет развиваться. Разумеется, японцы, которые уже достаточно настрадались от землетрясений и цунами, одними из первых озаботились этой задачей. Недавно на официальном сайте Fujitsu была опубликована статья, рассказывающая о новой разработке специалистов из компаний Riken и Fujitsu совместно с сотрудниками Университета Тохоку и Института исследования землетрясений Токийского университета. Система, функционирующая на основе аппаратного обеспечения Fugaku, способна определять сценарии формирования цунами, а также оценивать его возможные последствия.

Изначально ученые смоделировали 20000 различных сценариев формирования цунами, благодаря чему удалось создать обучающую базу для компьютерного алгоритма. Чем больше данных предоставлено системе, тем точнее прогноз. То есть при приближении цунами можно заранее предвидеть, по какому «маршруту» пойдет стихия, какие районы окажутся наиболее опасными и т. п. Система была впервые протестирована в Токийском заливе, где данные о форме волны использовались в процессе моделирования землетрясения и цунами.

Хотя для достижения максимально точных результатов необходим достаточно мощный компьютер, базовые возможности системы доступны и на обычном настольном ПК. Это позволит соответствующим организациям более оперативно реагировать на стихийные бедствия, например, предсказывая воздействие наводнения на здания и дороги, а также помогая лучше координировать действия спасателей.