Разработана новая технология прогнозирования цунами
Один из механизмов возникновения цунами связан с землетрясениями. При этом не все они при достаточной магнитуде вызывают такие явления. Значительную роль также играют характер возмущения воды и рельеф морского дна.
Для прогнозирования цунами используют глубоководные датчики, отслеживающие высоту водного столба с погрешностью 1 см. Наибольшим их количеством располагает Япония, накопившая обширную базу данных.
Основная сложность прогнозирования цунами обусловлена более медленным их движением относительно сейсмических волн. Эту проблему можно решить определенным расположением датчиков. В таком случае цунами можно зафиксировать спустя 10 минут после землетрясения.
Для ускоренного прогнозирования цунами ИАиЭ СО РАН совместно с ИВМиМГ СО РАН разработан сопроцессор на базе программируемой логической матрицы (FPGA), позволяющий проводить расчеты на персональном компьютере. Принцип анализа основан на определении формы возмущения воды в источнике цунами по профилю волны. Анализ дальнейшего распространения основан на системе уравнений мелкой воды, выражающей зависимость скорости волн от глубины океана. Погрешность составляет 10%. По мощности новый прибор сопоставим с суперкомпьютерами, но значительно доступнее и энергоэффективнее. Так, с его использованием можно просчитать движение волны через Тихий океан с шагом сетки в 1′.
По словам заведующего лабораторией программных систем машинной графики ИАиЭ СО РАН, новый прибор рассчитан на случаи близкого расположения очага землетрясения к берегу. Это характерно для Камчатки, Сахалина, Курильских островов и Японии, где цунами могут достигать побережья за 25-30 мин. В прочих обстоятельствах для детальных расчетов более уместен суперкомпьютер. К тому же сопроцессор может заместить суперкомпьютер в случае нарушения электроснабжения, как было при землетрясении 2011 г. в Японии, вызвавшем цунами.
Ученые работают над усовершенствованием технологии в направлениях повышения точности начального возмущения, расчета зон затопления, автономности и устойчивости к сбоям. Так, предполагается автоматическая инициализация расчетов при угрозе цунами, обнаруженной сейсмодатчиками в режиме мониторинга. К тому же система должна сохранять работоспособность при утрате 1-2 датчиков. Кроме того, ученые выяснили, что для оценки амплитуды волны достаточно ее частичного прохождения в 35 с вместо полного, длящегося 2 мин.
Перспективная технология в дальнейшем может стать основой глобальной системы раннего предупреждения. Предполагается, что вдобавок она будет определять участки побережья, подверженные удару цунами. Это позволит принимать решение о необходимости объявления тревоги в зависимости от их заселенности.
