Новая система в режиме реального времени может предупреждать о цунами, рассчитывать размер и расстояние с помощью подводных звуковых волн
Цунами – это одно из самых страшных природных событий, которые переживает весь мир. Огромная серия волн, сопровождаемая перемещением большого объема воды, может быть вызвана разными событиями, включая землетрясения, подводные взрывы, оползни или даже от падения метеорита.
Около береговой линии, волны могут измениться от незаметных (незначительных), до разрушительных, достигая десятки метров в высоту, прежде чем они ударятся о землю. 26 декабря 2004 года, цунами в Индийском океане, вызванное подводным землетрясением магнитудой 9.1 - 9.3 балла по шкале Рихтера, достигало 30 метров в высоту. Это огромное количество воды обрушилось на часть Индонезии, Шри-Ланки, Мальдив, Таиланда и других мест, а эффект от нее был виден далеко от Южной Африки. Больше 230.000 жизней было унесено в тот роковой день, и до сих пор множество людей считаются пропавшими без вести.
Когда происходит скачок на графике, это символизирует о том, что надвигается цунами, которое может достигнуть побережья от нескольких минут до нескольких часов в лучшем случае. В настоящее время системы раннего оповещения полагаются лишь на измерение движения глубоководного устройства, так называемого буя «Дарт», который фиксирует изменения уровня моря, или оценивает забойное давление распространяющегося цунами. Проблема в том, что эти системы оповещения требуют, чтобы цунами физически достигло до места измерения. Буи могут быть размещены глубоко в океане, но для этого потребуется нереальное количество буев. Есть другой вариант размещения их вдоль береговой линии, но из-за высокой скорости приближения цунами, не останется времени на реагирование, для эвакуации людей.
Этот буй сообщил о подъёме воды на 10 метров после мощного землетрясения силой в 8.2 балла по шкале Рихтера к югу от Аляски. #TsunamiWarning Аляска и западное побережье Канады
Взято с Twitter’а Билла Каринса
Вместо всего этого мы разработали третий вариант систем об оповещении надвигающего цунами, который основан на использование акустических (звуковых) волн. Акустические волны, которые излучаются землетрясениями, перемещаются быстрее, чем вызванное цунами, и на большие расстояния – тысячи километров, также неся информацию о самом землетрясении и предстоящих волн.
Как это работает
Используются стандартные гидрофоны (подводные микрофоны), с помощью которых мы можем записывать звуковые волны задолго до прибытия цунами и независимо от направления движения цунами. Звуковые сигналы исходят из изменения давления, поэтому мы всего лишь анализируем часть данных о том, как это давление изменилось со временем.
Погружной/врезной гидрофон ВС 311 (с)
Буи также обнаруживают изменение давления, но сам фронт цунами должен достигнуть буя, чтобы мы смогли узнать, что изменилась высота поверхности воды. Но используя гидрофоны, нам достаточно было бы захватить лишь звуковой сигнал, который движется в радиальном направлении, и поэтому не имеет значения, идет ли фронт цунами к местоположению гидрофона или уходит от него, звуковые волны будут записываться в любом случае.
Идея использования звуковых волн для оповещения надвигающегося цунами, была выдвинута ещё давно. Но на данный момент главным фактором использования этой идеи является новый математический метод, который анализирует записи звуковых волн практически в режиме реального времени. Он основан на предположении, что подводные разломы, вызванные землетрясением, тонкие – ширина которых меньше чем длина, которые известны во множестве извержений. Зная это, мы можем выяснить, как развивается звук при движение таких разломов.
Как только мы сможем это сделать, эту информацию можно будет использовать для получения более детальных свойств с сигналов давления, таких как, местоположение, длина, ширина, время, продолжительность, скорость, высота и ориентация. Основываясь на этих свойствах, мы сможем предупреждать о возникновении цунами, и более того, мы сможем знать его размер до того, как он достигнет береговой линии.
Цунами надвигающееся на прибрежный городок (с)
Имея все эти данные, мы сможем оценить влияние цунами на береговую линию и обеспечить быструю оценку угрозы всего за несколько минут после записи первого сигнала.
Мы работаем над тем, как адаптировать наш метод таким образом, чтобы он работал автоматически, и надеемся, что все правительства во всем мире воспользуются этой идеей и смогут использовать её для создания более новой и быстрой системы раннего реагирования в режиме реального времени для предупреждения прибрежных жителей.