Невидимая волна пробила небо: сигнал GPS стал оружием против стихии — и дал миру новый шанс

29 июля у берегов Камчатки произошло мощное землетрясение магнитудой 8,8. Оно вызвало цунами, которое разошлось по Тихому океану. Волны не принесли разрушений, но это событие стало важным — оно позволило испытать новую систему раннего предупреждения. Система сработала и показала, что теперь цунами можно отследить с орбиты.

Как цунами воздействует на атмосферу

Когда океанские воды приходят в движение, вместе с ними меняется и воздух над поверхностью. Подъём и опускание огромных массивов воды вытесняют воздух, и образуются волны давления. Они поднимаются в верхние слои атмосферы и достигают ионосферы, где работают спутники и проходят GPS-сигналы. Эти волны искажают радиосигналы, и именно на этом основан новый метод наблюдения.

GUARDIAN — система, которая смотрит в небо

Технология GUARDIAN использует данные более чем 350 наземных станций, которые постоянно общаются со спутниками навигационных систем вроде GPS. Обычно станции корректируют сигналы для точного позиционирования, но GUARDIAN анализирует сами искажения. Если они выглядят подозрительно, система отправляет сигнал учёным. Так было во время землетрясения на Камчатке: признаки цунами были обнаружены всего через 20 минут после толчков.

"Система GUARDIAN сработала в полную силу", — сказал разработчик технологии Камилл Мартир.

Новые компоненты — алгоритмы на базе искусственного интеллекта и усовершенствованная система обмена сообщениями — позволили заметить признаки надвигающейся волны за 30-40 минут до её прихода к Гавайям.

"Эти дополнительные минуты, когда мы знаем, что что-то приближается, могут иметь решающее значение", — отметил учёный Лаборатории реактивного движения Сиддхарт Кришнамурти.

Сравнение способов обнаружения цунами

Советы шаг за шагом: как работает система оповещения

1. Спутники передают сигналы на наземные станции.

2. GUARDIAN фиксирует необычные искажения в атмосфере.

3. Алгоритмы ИИ проверяют данные на соответствие признакам цунами.

4. Система формирует карту в течение 10 минут.

5. Сообщение рассылается экспертам для оценки и принятия решений.

Ошибка → Последствие → Альтернатива

• Ошибка: полагаться только на сейсмоданные.

• Последствие: можно пропустить цунами после обвала или извержения вулкана.

• Альтернатива: подключение GUARDIAN, которая реагирует на любые крупные движения воды.

• Ошибка: ограничиться буями и датчиками на дне.

• Последствие: высокая стоимость и ограниченное покрытие.

• Альтернатива: использование спутниковых данных, доступных глобально.

А что если…

Если развернуть GUARDIAN по всему миру, побережья смогут получать предупреждения на 40-80 минут раньше. В условиях, когда каждая минута важна, это может спасти тысячи жизней. Кроме того, система способна фиксировать не только цунами, но и последствия вулканических извержений, оползней и редких погодных явлений.

Плюсы и минусы системы GUARDIAN

FAQ

Как выбрать лучший способ оповещения о цунами?
Сегодня практикуется комбинирование сейсмоданных, буйков и систем вроде GUARDIAN. Чем больше источников информации, тем надёжнее результат.

Сколько стоит внедрение GUARDIAN?
Сама сеть GNSS уже работает. Затраты связаны в основном с разработкой алгоритмов и созданием пунктов обработки данных, что делает технологию дешевле океанских датчиков.

Что лучше: датчики на дне или спутники?
Оба метода важны. Датчики дают точные сведения о подъёме воды, спутники фиксируют атмосферные изменения. Вместе они создают полную картину.

Мифы и правда

• Миф: цунами всегда вызывают сильные землетрясения.
  Правда: они могут возникнуть и от вулканов или оползней.

• Миф: только прибрежные датчики способны вовремя предупредить.
  Правда: спутниковые технологии показывают изменения быстрее.

• Миф: цунами можно предсказать за несколько дней.
  Правда: прогнозировать заранее невозможно, но можно быстро отследить после события.

3 интересных факта

1. Цунами могут распространяться со скоростью реактивного самолёта — до 800 км/ч.

2. Сигналы GNSS помогают не только навигации, но и мониторингу природных катастроф.

3. GUARDIAN способен фиксировать изменения на расстоянии до 1200 км от станции.

Исторический контекст: цунами и уроки прошлого

• 2004 год — Индонезия, более 230 тысяч жертв.

• 2011 год — Япония, авария на АЭС "Фукусима".

• 2022 год — извержение вулкана Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай, волны достигли стратосферы.

Каждая трагедия подталкивала учёных искать более надёжные способы оповещения. Теперь технологии вышли на новый уровень — за счёт использования спутниковых сигналов.