На стыке метеорологии, геофизики и сейсмологии родилась идея, которая превратилась в простой и эффективный способ краткосрочного прогнозирования землетрясений.
Можно ли с помощью обработки данных решить глобальную человеческую проблему? Да. Мы на практическом примере доказываем, как исследование сетей может спасать человеческие жизни, как данные могут работать и в умелых руках превращаться в интеллектуальный продукт – метод краткосрочного прогнозирования землетрясений.
Сергей ЛЕБЕДЕВ
генеральный директор ООО «Центр геофизических прогнозов «Градиент»
Виктор БОКОВ
руководитель лаборатории ООО «Центр геофизических прогнозов «Градиент», кандидат географических наук
Если оценить последствия землетрясений только за последние 20 лет – это миллионы человеческих жизней и миллиардные финансовые потери. Понятно, что само землетрясение отменить нельзя. Но, если его спрогнозировать за несколько дней, последствия сейсмособытия не будут столь ужасающими, как, например, от аварии на АЭС «Фукусима-1». Землетрясение и удар цунами вызвали разрушение реактора, что повлекло за собой ядерную катастрофу. Прямой ущерб правительством Японии оценивается в 74 млрд долларов, косвенный подсчитать очень сложно: на какое-то время рухнула целая отрасль, а последствия экологической катастрофы оценить просто невозможно.
Существуют прогнозы сейсмологов, но они, как правило, носят долгосрочную перспективу. По данным, которые сейсмологи используют в виде временных рядов, сложно, даже практически невозможно предсказать, когда произойдет землетрясение. Этот и ряд других факторов привели сейсмологов к парадигме непредсказуемости землетрясений. За 40 лет они убедили все человечество в том, что краткосрочный прогноз землетрясений, как, скажем, прогноз погоды, невозможен.
Да, отменить землетрясение невозможно, но его можно спрогнозировать, обратив внимание на его предвестников. Научившись распознавать таких предвестников, создав сеть сбора и обработки данных, мы научились с заблаговременностью за двое-трое суток прогнозировать землетрясения и другие сейсмособытия. Используя знания из метеорологии, геофизики, сейсмологии, мы смогли создать уникальный сейсмо-синоптический метод краткосрочного прогноза землетрясений.
Толчком для разработки этого метода стали работы выдающего советского сейсмолога Александра Дмитриевича Сытинского. Он был одним из первых, кто в России занимался исследованиями влияния солнечной активности и атмосферной циркуляции на сейсмичность. Основа сейсмо-синоптического метода прогноза землетрясений – сейсмо-атмосферный предвестник. Анализ нескольких тысяч синоптических ситуаций, которые предшествовали сильным землетрясениям, показал, что вокруг эпицентра землетрясения формируются определенным образом закономерные изменения атмосферных процессов, которые регулярно повторяются для рассматриваемых землетрясений.
Рассмотрим влияние атмосферы как предвестника сильнейшего землетрясения у острова Суматра в 2004 году, которое мы, как и тысячи других, предсказали. Практически весь континент Евразия занимал антициклон (барическое образование с повышенным атмосферным давлением), а в Южном полушарии наблюдался мощный циклон (образование с пониженным атмосферным давлением) с двумя центрами.
Перемещаясь, антициклон, средняя площадь которого составляла 1,5 млн кв. километров, создавал избыточное давление на земную поверхность порядка 500 млрд тонн. Под воздействием антициклона земная поверхность прогибается. Циклон, наоборот, это давление снижает, земля приподнимается. И происходит эффект ломания шоколадки. Трехмерное отражение барического поля дает пространственное представление о мощности воздушных масс, участвующих в инициировании землетрясения.
В своей деятельности мы используем такие барические поля, охватывающие всю поверхность Земли, а также поля температуры, данные солнечной активности, мониторинг текущей сейсмичности. Только современный аппарат геоинформационных систем способен анализировать и обрабатывать атмосферные поля и рассчитывать барические нагрузки на земную поверхность, что и позволяет нам делать прогнозы.
Именно эти исследования дали возможность ответить на основной вопрос, который до сих пор не решен сейсмологами, а именно: почему при наличии хорошо выраженных предвестников землетрясение не происходит и наоборот?
В настоящий момент оправданность наших прогнозов по сейсмо-синоптическому методу составляет 75%, для некоторых районов 80%. Ежедневно в сети Интернет мы выставляем прогностическую карту. Что это означает на практике? Мы даем прогноз на десять землетрясений в день, семь-восемь из них оправдываются. Попытки других специалистов делать подобные ежесуточные прогнозы имеют оправданность меньше 10%.
Пока наш метод имеет статус научного, исследовательского. Для того чтобы превратить метод в полноценный продукт, необходимо подойти к стопроцентной точности прогнозов за счет использования дополнительных данных от метеорологических, геофизических, гидрогеологических и других служб разных стран, то есть нужна сеть, которая равномерно распределена по всей Земле. А для решения этой задачи необходимо выстроить взаимопонимание между всеми научными направлениями и совершенствовать комплекс программного обеспечения для обработки анализа данных.
Краткосрочный прогноз землетрясений уже реален, это – обработка информации. Если мы сможем у нас в стране сосредоточить обработку этой информации и на базе нашего метода запустить работу по проведению прогнозов, то уверены: очень скоро мы получим современную, практически востребованную технологию.
В России более 20 млн человек проживают в сейсмоактивных, сейсмоопасных регионах, которых в России всего семь. Понятно, что в первую очередь эти проблемы надо решить самим для себя, да и для других стран они не менее актуальны. В XXI веке мир целиком и полностью пронизан современным сервисом и новыми технологиями, в то же время до сих пор не решена проблема внезапной гибели людей из-за землетрясений. У нас есть шанс кардинально изменить ситуацию. На создание нашей концепции ушло порядка двух десятков лет, но оно того стоило: метод доказывает, что краткосрочное прогнозирование землетрясений возможно.