Сибирские ученые совершили прорыв в предупреждении о цунами. Созданная ими технология позволяет за считанные минуты определить масштабы угрозы даже на обычном персональном компьютере. Разработка специалистов Института автоматики и электрометрии СО РАН и Института вычислительной математики и математической геофизики основана на использовании программируемых логических матриц (FPGA), превращающих ПК в мощный вычислительный инструмент. Результаты работы публикует ScienceDirect.
Как рассказал доктор физико-математических наук Михаил Лаврентьев, при угрозе цунами каждая минута на счету. Если эпицентр землетрясения находится близко к побережью, волна может достичь суши уже через 25–30 минут. В таких условиях традиционные суперкомпьютерные расчеты не всегда успевают предоставить точные данные, тогда как новая технология позволяет проводить вычисления в рекордно короткие сроки.
Ключевая проблема прогнозирования цунами заключается в том, что даже землетрясения одинаковой магнитуды могут вызывать волны разной силы. Рельеф дна и характер возмущения воды играют решающую роль. Ученые научились анализировать данные с датчиков, установленных на глубине, которые измеряют высоту водного столба с точностью до сантиметра. Это позволяет с допустимой погрешностью в 10% определить форму волны и ее потенциальную опасность.
Особенность новой разработки — ее энергоэффективность и автономность. В случае масштабных катастроф, подобных землетрясению в Японии в 2011 году, суперкомпьютеры могут оказаться недоступными из-за перебоев с электричеством. Сопроцессор же способен работать от источника бесперебойного питания, обеспечивая критически важные расчеты даже в экстренных условиях.
Сейчас исследователи работают над повышением точности прогнозирования и созданием автономной системы, которая сможет самостоятельно анализировать полученные с сейсмодатчиков данные и запускать расчеты при угрозе цунами. Важным достижением стало обнаружение того, что для оценки амплитуды волны достаточно всего около 30 секунд данных вместо традиционных двух минут.
Главная цель проекта — не только предсказать приход цунами, но и вычислить, какая именно территория побережья окажется в зоне риска. Это позволит избежать паники и сосредоточить усилия на эвакуации там, где она действительно необходима. Хотя до внедрения глобальной системы предупреждения еще далеко, первые результаты показывают, что быстрые и точные расчеты возможны даже без использования суперкомпьютеров.
