Ученые в Сибири создали технологию для быстрого расчета волны цунами
Новосибирск. 25 марта. ИНТЕРФАКС - 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 быстрого численного моделирования распространения волны цунами - сопроцессор для персонального компьютера, по производительности сопоставимый с суперкомпьютерными вычислениями, сообщает издание СО РАН "Наука в Сибири".
"Технология поможет в течение нескольких минут после землетрясения получать оценку ожидаемого распределения высоты волны вдоль побережья", - говорится в сообщении.
Результаты исследования опубликованы в журнале Ocean Modelling.
Отмечается, что ученых интересовали случаи, когда очаг землетрясения находится близко к суше, что характерно для побережья Камчатки, Сахалина, Курильских островов и Японии, когда волна проходит от очага землетрясения до ближайшей точки берега всего за 25-30 минут, и на первый план выходит скорость расчетов.
При этом на то, произойдет ли цунами, помимо магнитуды землетрясения, влияют профиль глубин, над которыми распространяется волна, и вызванное землетрясением возмущение поверхности морского дна.
Ученые используют датчики, размещенные на дне океана, которые определяют высоту столба воды над ними с точностью до одного сантиметра.
"Таких датчиков в океане уже достаточно много, значительная часть из них расположена у побережья Японии. Многие расчеты мы сейчас делаем именно для побережья Японии, поскольку там имеется большая база исторических наблюдений и подробные данные по профилю морского дна. Предполагаем, когда появится готовый продукт, его смогут эффективно использовать и наши службы МЧС", - отмечает заведующий лабораторией программных систем машинной графики ИАиЭ СО РАН Михаил Лаврентьев.
По профилю волны исследователи научились приблизительно определять форму возмущения поверхности воды в источнике цунами. Такое измерение не дает точный результат, но показывает хорошее приближение с погрешностью до 10%.
Исследователи уже обнаружили, что не обязательно ждать, пока весь профиль волны пройдет над датчиком. Они предложили алгоритм, который дает оценку амплитуды волны в источнике после прохода четверти профиля волны, что позволяет экономить время.
При грамотном, основанном на расчетах, расположении датчиков вполне реально добиться того, чтобы волна цунами после землетрясения была зарегистрирована через 10 минут.
Ученые ИАиЭ СО РАН и ИВМиМГ СО РАН разработали специализированный аппаратный ускоритель для быстрого численного моделирования распространения цунами. Он работает на базе кристалла так называемой программируемой логики - Field Programmable Gates Array (FPGA).
Специальная печатная плата в составе обычного персонального компьютера позволяет добиться производительности, сопоставимой с суперкомпьютером, при решении конкретной задачи расчета распространения волны.
Алгоритмы загружаются в память при каждом включении компьютера, то есть их можно активировать по необходимости. Эта плата спроектирована в ИАиЭ СО РАН, она изготавливается и паяется на предприятиях Академгородка и Новосибирска.
Издание отмечает, что в перспективе в каждом поселке или промышленном объекте в потенциально опасной зоне можно иметь компьютер с этой специальной платой, и специалисты на местах, как только будут получены данные из центра, смогут сами в течение нескольких минут рассчитать, какая амплитуда волны ожидается на конкретном участке побережья.
|
Горячие темы: |