Новая система предупреждения о цунами и землетрясении спасёт тысячи жизней

Японские учёные разработали эффективный метод прогнозирования и, соответственно, создали систему предупреждения, которая предскажет землетрясения и цунами быстрее, чем когда-либо прежде существующие программы. Тем самым появилась надежда на то, что можно минимизировать потери и спасти тысячи жизней. Суть открытия заключается в том, что глубокие нейронные сети будут регистрировать аномалии в магнитном поле Земли.

В мире уже есть системы, предупреждающие людей о бедствиях непосредственно перед возникновением сейсмических волн, сообщает Naked Science. Однако зачастую вторая волна застает врасплох быстрее, чем дается предупреждение. Зная об этом, специалисты ещё раз обратили внимание на геомагнитное поле, поскольку землетрясения и цунами сопровождаются его локальным изменением.

При землетрясениях сначала возникает пьезомагнитный эффект, далее следуют изменения в геомагнитном поле; в случае цунами — происходит внезапное перемещение гигантских объёмов воды в море, которое влечёт изменения в атмосферном давлении. Это, в свою очередь, воздействует на ионосферу, в итоге также изменяется геомагнитное поле. В обоих случаях это может быть зарегистрировано сетью наблюдательных пунктов на разных локациях. Главное достоинство этой методики – скорость. Учитывая то, что электромагнитные волны распространяются со скоростью света, событие моментально регистрируется при наблюдении изменений в геомагнитном поле.

Тут возникает вопрос: как понять – изменение аномально или нет? В разных областях геомагнитное поле представляет собой колебательный сигнал, так что этот метод должен основываться на понимании того, что есть норма поля для конкретной местности. С этой целью ученые Токийского университета разработали способ измерений и обозначение допустимых значений геомагнитного поля на разных наблюдательных пунктах Японии. В частности, они применили сложный алгоритм машинного обучения, известный как глубокая нейронная сеть (DNN).

Загрузив в алгоритм колоссальный объём данных, полученных из исторических измерений, они позволили ему создать и оптимизировать невероятно сложный многоуровневый набор операций, максимально отображающих параметры непосредственных измерений. Задействовав более полумиллиона точек данных, исследователи создали сеть, способную измерить магнитное поле в пункте наблюдения с беспрецедентной точностью.

Учитывая относительно низкую вычислительную стоимость DNN, систему можно подключить к сети высокочувствительных датчиков для достижения сверхбыстрой регистрации землетрясений и цунами, что, в свою очередь, даст эффективную систему предупреждения, способную минимизировать потери и спасти тысячи жизней.