基于人工智能的新型海啸预警软件或可帮助拯救生命

为了减轻海啸带来的死亡和灾难，沿海地区的人们需要尽可能多的时间撤离。高达百英尺的海浪速度与汽车相当，是无法阻挡的自然力量——唯一的办法就是避开。为了解决这个问题，威尔士卡迪夫大学的研究人员开发了一种新软件，可以在几秒钟内分析来自水听器、海洋浮标和地震仪的实时数据。研究人员希望他们的系统可以集成到现有技术中，并表示有了它，监测中心可以更快、更准确地发出警报。

他们的研究成果于 4 月 25 日发表在《流体物理学》上。

卡迪夫大学研究员兼讲师、研究报告的共同作者乌萨马·卡德里在一份声明中表示：“海啸具有极强的破坏力，会造成巨大的人员伤亡和沿海地区的毁灭性打击，整个基础设施将被摧毁，从而产生严重的社会和经济影响。”

海啸是一种罕见但持续存在的威胁，这凸显了建立可靠预警系统的重要性。最臭名昭著的海啸发生在 2004 年 12 月 26 日，当时印尼海岸发生了 9.1 级地震。海啸持续了七个小时，淹没了十多个国家的海岸，其中包括印度、印尼、马来西亚、马尔代夫、缅甸、斯里兰卡、塞舌尔、泰国和索马里。这是有记录以来最致命、破坏性最强的海啸，造成至少 225,000 人丧生。

目前的预警系统利用海底地震产生的地震波。地震仪和浮标的数据随后被传输到控制中心，控制中心可以发出海啸警报，触发警报器和其他当地警报。7.5 级或以上的地震可以引发海啸，但并非所有海底地震都会引发海啸，因此偶尔会造成误报。

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这些现有的海啸监测器还利用海洋浮标来确认海浪即将来临，海洋浮标勾勒出各大洲的海岸线。海啸在公海上的平均速度为每小时 500 英里，相当于一架喷气式飞机的速度。当接近海岸线时，它们的速度会减慢到汽车的速度，从每小时 30 到 50 英里。浮标触发后，它们会发出海啸警报，留给人们撤离的时间不多。当海浪到达浮标时，人们最多只有几个小时的时间撤离。

新系统结合使用两种算法来评估海啸。人工智能模型评估地震的震级和类型，而分析模型则评估由此引发的海啸的大小和方向。

一旦卡德里和他的同事的软件收到必要的数据，它可以在大约 17 秒内预测海啸的源头、规模和影响范围。

人工智能软件还可以区分地震类型及其引发海啸的可能性，这是当前系统面临的一个常见问题。垂直地震会抬高或降低海底，因此更有可能引发海啸，而水平地震则不会引发海啸，尽管它们会产生类似的地震活动，从而导致误报。

“因此，在评估的早期阶段了解滑坡类型可以减少误报，并通过独立的交叉验证补充和提高预警系统的可靠性，”论文合著者、目前在加州大学洛杉矶分校工作的研究员贝尔纳贝·戈麦斯·佩雷斯 (Bernabe Gomez Perez) 在一份新闻稿中表示。

超过 80% 的海啸是由地震引起的，但也可能由山体滑坡（通常由地震引起）、火山爆发、极端天气以及更为罕见的陨石撞击引起。

通过监测水的垂直运动，新系统还可以预测非地震引发的海啸。

这项研究的研究人员利用 200 多次地震的历史数据训练了该程序，使用地震波来评估地震的震中，使用声重力波来确定海啸的大小和规模。声重力波是一种声波，它在海洋中的传播速度比海浪本身快得多，因此提供了一种更快的预测方法。

卡德里说，该软件也非常方便用户使用。卡德里和他的同事、美国国家海洋和大气管理局 (NOAA) 的阿里·阿卜杜拉利 (Ali Abdolali) 一直将易用性放在首位，他们将继续开发软件，过去十年来，他们一直共同致力于此。

通过将预测软件与当前的监控系统相结合，希望机构能够比以往更快地发出可靠的警报。

卡德里表示，该系统还远未完善，但已准备好进行集成和实际测试。欧洲一家预警中心已同意试用该软件，研究人员正在与联合国教科文组织政府间海洋学委员会进行沟通。

他说：“我们希望整合各方力量，实现全球保护。”