طور الباحثون نظام إنذار مبكر مدعوم بالذكاء الاصطناعي لأمواج تسونامي يستخدم التكنولوجيا الصوتية والهيدروفونات لقياس وتصنيف الزلازل تحت الماء في الوقت الفعلي ، مما يسمح بتقييم أسرع وأكثر دقة للمخاطر.
تسونامي هي موجات مدمرة بشكل لا يصدق ويمكن أن تدمر البنية التحتية الساحلية وتسبب خسائر في الأرواح. إن الإنذارات المبكرة لمثل هذه الكوارث الطبيعية أمر صعب لأن خطر حدوث تسونامي يعتمد بشكل كبير على سمات الزلزال تحت الماء الذي يتسبب فيه.
في Physics of Fluids
فيزياء السوائل ، من قبل AIP Publishing ، طور باحثون من جامعة كاليفورنيا ولوس أنجلوس ( UCLA
وجامعة كارديف في المملكة المتحدة نظام إنذار مبكر يجمع بين أحدث التقنيات الصوتية والذكاء الاصطناعي من أجل التصنيف الفوري الزلازل وتحديد مخاطر تسونامي المحتملة.
يمكن أن تؤدي الزلازل تحت الماء إلى حدوث موجات تسونامي إذا تم تهجير كمية كبيرة من المياه ، لذا فإن تحديد نوع الزلزال أمر بالغ الأهمية لتقييم مخاطر تسونامي.
قال المؤلف المشارك برنابي جوميز: "الأحداث التكتونية ذات عنصر الانزلاق العمودي القوي من المرجح أن ترفع أو تخفض عمود الماء مقارنة بعناصر الانزلاق الأفقية". "وبالتالي ، فإن معرفة نوع الانزلاق في المراحل الأولى من التقييم يمكن أن يقلل الإنذارات الكاذبة ويعزز موثوقية أنظمة الإنذار من خلال التحقق المتبادل المستقل."
تبحث هذه الدراسة في أربعة سيناريوهات مختلفة للزلازل السابقة مرتبطة بأحداث تسونامي. تمثل المستطيلات الحمراء والصفراء أبعاد الزلزال المتوقعة والمواقع والتوجهات التي تم استرجاعها بواسطة النموذج العكسي المقترح للإشعاع الصوتي. الزلازل التي تم تحليلها هي: أ) 29 سبتمبر 2009 ، Mw 8.1 ، SSW من ماتافاي ، ساموا ؛ ب) 21 ديسمبر 2010 ، Mw 7.4 ، جزر بونين ، منطقة اليابان ؛ ج) 14 مارس 2012 ، Mw 6.9 ، SSE في كوشيرو ، اليابان ؛ د) 25 أكتوبر 2013 ، Mw 7.1 ، قبالة الساحل الشرقي لهونشو ، اليابان. يقدم النموذج اتجاهين محتملين للخطأ لكل سيناريو زلزال ، والتي تم نمذجتها رقميًا ومقارنتها. الائتمان: برنابي غوميز وأسامة قادري
في هذه الحالات ، يكون الوقت جوهريًا ، والاعتماد على عوامات أعماق المحيطات لقياس مستويات المياه غالبًا ما يترك وقتًا غير كافٍ للإخلاء. بدلاً من ذلك ، يقترح الباحثون قياس الإشعاع الصوتي الناتج عن الزلزال ، والذي يحمل معلومات حول الحدث التكتوني وينتقل بشكل أسرع من موجات تسونامي. تسجل الميكروفونات تحت الماء ، المسماة بالميكروفونات المائية ، الموجات الصوتية وترصد النشاط التكتوني في الوقت الفعلي.
ينتقل الإشعاع الصوتي عبر عمود الماء أسرع بكثير من موجات تسونامي. إنه يحمل معلومات حول المصدر الأصلي ويمكن تسجيل مجال ضغطه في مواقع بعيدة ، حتى على بعد آلاف الكيلومترات من المصدر. قال المؤلف المشارك أسامة قادري: "إن اشتقاق الحلول التحليلية لمجال الضغط هو عامل رئيسي في تحليل الوقت الفعلي".
يقوم النموذج الحسابي بتثليث مصدر الزلزال من الهيدروفونات وتصنف خوارزميات الذكاء الاصطناعي نوع الانزلاق وحجمه. ثم يقوم بحساب الخصائص المهمة مثل الطول والعرض الفعالين وسرعة الارتفاع والمدة ، والتي تحدد حجم التسونامي.
اختبر المؤلفون نموذجهم باستخدام بيانات الميكروفون المتاحة واكتشفوا أنه على الفور تقريبًا ونجح في وصف معلمات الزلزال ذات الطلب الحسابي المنخفض.إنهم يقومون بتحسين النموذج من خلال أخذ المزيد من المعلومات في الاعتبار لزيادة دقة توصيف تسونامي .
عملهم التنبؤ بمخاطر تسونامي هو جزء من مشروع أكبر لتعزيز أنظمة التحذير من المخاطر. يعتبر تصنيف تسونامي جانبًا خلفيًا لبرنامج يمكنه تحسين سلامة المنصات البحرية والسفن.
