НОВОСТИ / РОССИЯУченые из Сибирского отделения РАН разработали уникальный инструмент, позволяющий в считанные минуты рассчитать распространение волны цунами после землетрясения.
Разработка, представленная в журнале Ocean Modelling, может стать прорывом в системах раннего предупреждения о катастрофических волнах, особенно в прибрежных зонах Дальнего Востока и Японии.
Специалисты Института автоматики и электрометрии СО РАН (ИАиЭ СО РАН) совместно с коллегами из Института вычислительной математики и математической геофизики СО РАН (ИВМиМГ СО РАН) создали сопроцессор на базе программируемой логической матрицы (FPGA), который превращает обычный персональный компьютер в мощный вычислительный инструмент.
По словам исследователей, их решение по скорости сопоставимо с суперкомпьютерными расчетами, но при этом гораздо доступнее и энергоэффективнее.
При землетрясении геофизические службы фиксируют 2 ключевых параметра: координаты эпицентра и магнитуду. Однако даже при одинаковой магнитуде одни подземные толчки вызывают разрушительные цунами, а другие — нет.
Все зависит от рельефа морского дна и характера возмущения воды. Для точного прогнозирования ученые используют данные с глубоководных датчиков, измеряющих высоту водного столба с точностью до 1 сма.
Большая часть таких датчиков установлена у берегов Японии, где уже накоплена обширная база исторических данных.
"Мы научились по профилю волны приблизительно определять форму возмущения в источнике цунами. Погрешность в 10% допустима — разница между волной в 2 метра и 2,2 метра не критична, а волны в 20 и 22 метра одинаково опасны", — отмечает Николай Лаврентьев.
Одна из главных проблем — задержка данных. Волны цунами движутся медленнее, чем сейсмические волны в земной коре (волны Рэлея). Однако при правильном расположении датчиков уже через 10 минут после землетрясения можно зафиксировать цунами и начать расчеты.
Разработанный сибирскими учеными аппаратный ускоритель позволяет на обычном ПК за 25 минут просчитать движение волны через весь Тихий океан с шагом сетки в 1 географическую минуту.
Это означает, что большинство расчетов можно проводить на персональных компьютерах, задействуя суперкомпьютеры только для уточнения угрожающих сценариев.
"После землетрясения в Японии в 2011 году, которое привело к аварии на "Фукусиме-1”, электроснабжение было частично нарушено. Суперкомпьютеры стали недоступны, а ПК с нашим сопроцессором мог бы работать от источника бесперебойного питания", — подчеркивает Лаврентьев.