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基于AI的新型海啸预警软件可以帮助挽救生命



为了减轻海啸给沿海地区带来的损失和灾难,沿海地区的居民需要尽快撤离。海啸的巨浪高达100英尺,速度极快,是一种自然力量无法抵御的灾害——唯一的办法就是及时逃离。为此,威尔士卡迪夫大学的研究人员开发了一种新型软件,可以分析来自水听器、海洋浮标和地震仪的实时数据,快速判断海啸的来源、规模和影响范围。该软件可与现有技术集成,使监控中心更快速准确地发出警报。

共同作者,卡迪夫大学研究员兼讲师Usama Kadri在一份声明中指出:“海啸是一种罕见但持续的威胁,会造成严重的人员伤亡和沿海地区的破坏,使整个基础设施遭受重创,对社会和经济产生巨大影响。”

由于海啸是一种稀有但极具破坏性的自然灾害,因此需要一个可靠的预警系统。最著名的海啸发生在2004年12月26日,当时印度尼西亚海岸发生了一起1.225级地震,导致海啸在接下来的七个小时内淹没了包括印度、印度尼西亚、马来西亚、马尔代夫、缅甸、斯里兰卡、塞舌尔、泰国和索马里等十多个国家的海岸线,这是有史以来最致命和最具破坏性的海啸,共导致至少23万人死亡。

目前的预警系统主要是利用海底地震所产生的地震波来发出警报。当地震仪和浮标检测到相应数据后,控制中心便可发出警报并通知有关部门采取预防措施。然而,并不是所有的海底地震都会导致海啸,会有一些相对错误的预警产生。

目前已有的海啸监测机构依靠海洋浮标确保浪潮的确实现。这些浮标散布于各国的大陆沿岸线上,有效勾勒出海岸的轮廓。海啸在海洋上以每小时500英里的速度前进,这相当于一架喷气式飞机的速度。当海洋浪潮到达浮标时,会立即引发警报,但由于留给居民的疏散时间非常短,往往无法有效避险。

该新系统使用两个算法来评估海啸灾害。首先,人工智能模型可评估地震的震级和类型。其次,分析模型能够评估海啸的规模和影响方向。一旦研究人员开发的软件接收到必要的海啸数据,它只需要约17秒钟,就能处理出海啸的来源、规模和对海岸的影响。

人工智能软件可以识别不同类型的地震以及带来的海啸可能性,这是目前预警系统所需面临的常见问题。如果海底地震导致垂直地震的升高或下降,则更容易引发海啸;而水平构造滑动的垂直地震则难以引发海啸——尽管这也可能形成类似的地震现象,导致错误的预警。“因此,在评估的早期阶段了解滑移类型可以减少误报,并通过独立的交叉验证补充和提高预警系统的可靠性。”这是由加州大学洛杉矶分校研究员Bernabe Gomez Perez说的。在已知80%以上的海啸由地震引起的情况下,山体滑坡(通常来源于地震)、火山爆发、极端天气以及更罕见的陨石撞击等,也可能会引发海啸。如今,研究人员们通过监测水的垂直运动,成功预测了不由地震产生的海啸。

这项研究背后的科学家们,利用了超过200次地震的历史数据来训练这个程序。使用地震波来评估地震震中位置,再利用声重力波来确定海啸大小和规模。声重力波是以比海浪本身更快的速度穿过海洋的声波,它为预测提供了一个更快的方法。

对于这个新的海啸预警系统,卡德里表示这个软件的用户界面也是非常友好的。他和NOAA的同事Ali Abdolali,一直致力于共同开发这个软件,把可访问性作为他们的首要任务之一。他们在过去10年中继续开发这个系统,希望通过将预测软件与当前的监控系统相结合,能够更快地发出可靠警报。

虽然这个系统远非完美,但它已经准备好进行集成和实际测试。欧洲的一家预警中心已经同意在试用期内托管该软件,研究人员正在与联合国教科文组织政府间海洋学委员会进行沟通。卡德里表示:“我们希望将所有努力整合在一起,以实现全球保护。”
 

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