Американские исследователи из NASA разработали модель, которая на основании данных об осадках за последнюю неделю формирует краткосрочный прогноз вероятности оползней. С помощью предложенной системы можно оценить вероятность возникновения средних и крупных оползней по всей Земле в реальном времени, при этом точность такого краткосрочного прогноза достигает 60 процентов, пишут ученые в статье в Earth’s Future.
Возможность заблаговременного оповещения о надвигающихся разрушительных природных явлениях — необходимая мера для снижения экономических потерь и спасения жизни людей. Такое прогнозирование необходимо для землетрясений или извержений вулканов, а для населенных пунктов, расположенных в горных районах, не менее серьезной опасностью становятся оползни. Во время сильных дождей в результате подмыва склона вниз смещаются значительные массы горных пород, и при самых мощных оползнях со склонов может сходить более миллиона кубометров горных пород, что приводит к значительным разрушениями и гибели большого числа людей.
Для создания глобальной системы краткосрочного прогнозирования оползней американские ученые из Центра космических полетов имени Годдарда NASA Далия Киршбаум (Dalia Kirschbaum) и Томас Стэнли (Thomas Stanley) разработали численную модель, которая позволяет в реальном времени следить за вероятностью появления средних и крупных оползней, вызванных ливнями. Предложенная система основана на использовании спутниковых данных об осадках за последние 7 дней. Кроме этого в модель вводится дополнительная информация о геологическом составе горных пород в зависимости от географического положения, крутизне склонов, геометрии дорожной сети, границах разломов и плотности леса, что позволяет оценить вероятность оползня в каждой точке на карте Земли.
Сейчас разработанная учеными система работает для области между 50 градусами северной и южной широт, а разрешение карты составляет 0,1 градуса. За счет получения спутниковых данных об осадках в реальном времени, показания модели обновляются каждые 30 минут. В данный момент информация о системе доступна на сайте NASA, а исходный код модели — на github. При этом работать система может в нескольких режимах, используя для прогнозирования данные об осадках за последние сутки, трое суток или неделю.
Разработанную модель ученые предлагают использовать для нескольких целей. Во-первых, непосредственно для кратковременного прогнозирования средних и крупных оползней, вызванных ливнями. Система позволяет оценить точное место, время и силу возможного оползня. Работоспособность модели ученые проверили, сравнив рассчитанные вероятности оползней с данными об оползнях, полученных в течение периода с 2001 по 2016 год. Оказалось, что в зависимости от режима работы модели и длительности анализируемого периода точность предсказания оползня по предложенной схеме составляет от восьми (при использовании данных за последний день) до 60 процентов (при использовании данных за прошедшую неделю).
Кроме того, полученные данные можно использовать в качестве источника информации о сезонной, годовой и многолетней динамике оползней на Земле. Например, на основании усреднения вероятностей оползней по месяцам с 2001 по 2016 годы, климатологи исследовали сезонные изменения в вероятности и опасности оползней. Оказалось, что максимальное количество оползней на планете случается в июле и августе, что однозначно можно связать с увеличением количества муссонов в Азии и увеличением интенсивности тропических циклонов в Атлантическом и Тихом океанах.
Таким образом, уже сейчас предложенная система может использоваться как для надежного краткосрочного прогнозирования оползней, так и для изучения их долгосрочной динамики. В ближайшем будущем разработанную модель авторы работы планируют совместить с системой прогнозирования осадков, что поможет не только следить за оползнями в реальном времени, но и достаточно точно предсказывать их в ближайшие 24 или 48 часов. При этом, если сейчас модель рассматривает только те оползни, которые вызваны ливнями, то в будущем ученые планируют дополнить ее и другими возможными причинами, в частности землетрясениями.
Раннее предупреждение опасных природных явлений — важная проблема, которая касается не только оползней, но актуальна и, например, для землетрясений. Для повышения доступности средств краткосрочного прогнозирования землетрясений в качестве сейсмографа можно использовать акселерометр на смартфоне. А для увеличения точности и времени предсказаний землетрясений постоянно разрабатываются новые методы анализа, основанные, в частности, на анализе гравитационных возмущений во время землетрясения.
Александр Дубов