Сибирские ученые разработали технологию для быстрого расчета волны цунами
Новосибирск. 25 марта. ГеоИнфо — Сотрудники Института автоматики и электрометрии СО РАН (ИАиЭ СО РАН, Новосибирск) совместно с коллегами из Института вычислительной математики и математической геофизики СО РАН (ИВМиМГ СО РАН, Новосибирск) создали инструмент для оперативного численного моделирования распространения волн цунами. Об этом сообщает «Интерфакс». Разработанный сопроцессор для персонального компьютера обеспечивает вычислительную мощность, сравнимую с суперкомпьютерами.
По данным издания СО РАН «Наука в Сибири», новая технология позволяет за несколько минут после землетрясения оценить ожидаемое распределение высоты волны вдоль побережья.
Исследование опубликовано в журнале Ocean Modelling.
Особый интерес для ученых представляют случаи, когда очаг землетрясения находится близко к суше, как это характерно для побережья Камчатки, Сахалина, Курильских островов и Японии. В таких ситуациях волна достигает берега всего за 25–30 минут, и скорость расчетов становится критически важной.
Помимо магнитуды землетрясения, на вероятность образования цунами влияют профиль глубин и изменения поверхности морского дна. Для мониторинга исследователи используют датчики на дне океана, которые фиксируют высоту столба воды с точностью до одного сантиметра.
«Таких датчиков в океане уже достаточно много, особенно у побережья Японии. Многие расчеты мы проводим именно для этого региона, так как там накоплены исторические данные и подробная информация о профиле морского дна. В перспективе, когда технология будет доработана, ее смогут эффективно использовать и российские службы МЧС», — отметил заведующий лабораторией программных систем машинной графики ИАиЭ СО РАН Михаил Лаврентьев.
Исследователи разработали метод, позволяющий определять амплитуду волны цунами еще до того, как она полностью пройдет над датчиком. Новый алгоритм позволяет получить предварительную оценку уже после прохождения четверти профиля волны, что значительно сокращает время ожидания данных.
При грамотном размещении датчиков можно добиться регистрации волны всего через 10 минут после землетрясения.
Ученые из ИАиЭ СО РАН и ИВМиМГ СО РАН разработали специализированный аппаратный ускоритель, который работает на базе программируемых логических матриц (FPGA). Специальная печатная плата, интегрированная в обычный персональный компьютер, обеспечивает суперкомпьютерную производительность при решении задачи моделирования цунами.
Алгоритмы загружаются в память устройства при каждом включении компьютера, что позволяет использовать его по необходимости. Плата была спроектирована в ИАиЭ СО РАН и производится в Академгородке и Новосибирске.
В перспективе такая технология может использоваться в прибрежных поселках и на промышленных объектах, находящихся в зонах риска. После получения данных из центра специалисты на местах смогут самостоятельно рассчитать ожидаемую амплитуду волны всего за несколько минут.
