Ученые разработали новый метод предупреждения о надвигающихся опасных природных явлениях. В этом им помогут беспилотные космические аппараты, вращающиеся вокруг Земли. Результаты исследования опубликованы в журнале Natural Hazards and Earth System Sciences.
Созданная система анализирует изменения в ионосфере, используя данные с существующих спутников GPS. Результаты показали, что цунами приводит к снижению плотности электронов на высоте 300 км над этим районом. Это, в свою очередь, влияет на радиосигналы, посылаемые спутниками GPS на наземные приемники, задерживая или ускоряя различные части сигнала или изменяя его направление в зависимости от частоты.
Исследователи обнаружили, что акустической волне, вызванной первоначальным подъемом воды, потребовалось около семи минут, чтобы достичь 300-километровой высоты в ионосфере, а возникающее вследствие этого понижение электронной плотности можно было обнаружить с помощью спутниковых сигналов через 10–15 минут.
«Существующие системы предупреждения о цунами не так эффективны, как должны быть, поскольку они часто не могут точно предсказать высоту волны, — говорит профессор Серж Гийяс, старший автор статьи. — Наше исследование, совместное усилие статистов и ученых, исследующих космос, демонстрирует новый метод обнаружения цунами, который является недорогим, поскольку опирается на существующие сети GPS, и может быть реализован во всем мире, дополняя другие способы обнаружения цунами и повышая их точность».
Международная группа ученых проанализировала с помощью своего метода данные GPS во время разрушительного землетрясения Тохоку-Оки 2011 года и вызванное им цунами. Результаты показали, что предупреждение о цунами могло быть выпущено в течение 15 минут после землетрясения, то есть по крайней мере за 10 минут до первой волны, которая обрушилась на восточное побережье Японии.
«С помощью анализа изменений в ионосфере можно не только предсказать цунами, но вывести размер и форму волны. Следующим шагом в исследовании будет изучать это дальше, чтобы увидеть, можно ли использовать этот метод для более точного прогнозирования размера и масштаба цунами. Исходя из моего опыта работы на правительство Японии в прошлом и наблюдения за ущербом, причиненным цунами, я считаю, что если это исследование будет реализовано, оно, несомненно, будет способствовать спасению жизней», — надеется ведущий автор и доктор наук Рюичи Канаи.
Многие существующие сегодня системы могут предупреждать о цунами, вызванными землетрясениями. По словам исследователей, новый метод можно использовать для прогнозирования приближающихся цунами, источниками которых выступают оползни и извержения вулканов.
Хотя некоторые цунами достигают побережья менее чем за 10 минут, исследователи отметили, что разработанную систему можно также использовать для прогнозирования второй или третьей волны, помогая определить, следует ли отменить или сохранить предупреждение о цунами после первой волны.
Ионосфера — верхняя часть атмосферы, насыщенная ионами и свободными электронами. Она простирается на расстоянии от 48 до 965 км над поверхностью Земли.
Читать далее
За ней охотились столетиями: что нам известно о планете Вулкан рядом с Солнцем
Астрономы нашли планету недалеко от Земли: у нее очень странная орбита
Необъяснимую двойственность нашли в физике элементарных частиц: к чему это приведет