Системата GUARDIAN на НАСА може да открива цунами

Предизвикани от мощни феномени като земетресения и подводни вулкани, цунамито значително заплашва крайбрежните общности. За да осигурят ранно предупреждение и да сведат до минимум въздействието на тези смъртоносни вълни, учени от Лабораторията за реактивни двигатели на НАСА (JPL) разработиха системата GUARDIAN.

Тази иновативна система за наблюдение използва данни от клъстери от различни сателити и GPS, обикалящи около планетата, известни като глобални навигационни сателитни системи (или GNSS). Радиосигналите от тези сателити изминават огромни разстояния, достигайки до стотици научни наземни станции по целия свят. След това тези данни се обработват от GDGPS на Лабораторията за реактивни двигатели на НАСА или глобалната диференциална GPS мрежа, подобрявайки позиционната точност в реално време до няколко инча за откриване на наличието на цунами.

Как работи GUARDIAN: Работа с атмосферни сигнали

По време на цунами големи участъци от повърхността на океана се издигат и спадат, измествайки значително количество въздух над тях. Този изместен въздух генерира нискочестотен звук и гравитационни вълни, които се разпространяват във всички посоки. В рамките на минути тези вибрации достигат най-горния слой на атмосферата, известен като йоносферата. Сблъсъкът на тези вълни на налягане и заредени частици в йоносферата причинява леки изкривявания в сигналите, излъчвани от близките навигационни спътници.

Докато конвенционалните навигационни системи обикновено коригират тези смущения в йоносферата, системата GUARDIAN ги използва отново като ценни данни за идентифициране на природни опасности.

„Вместо да коригираме това като грешка, ние го използваме като данни за намиране на природни опасности“, заяви Лео Мартир, учен от Лабораторията за реактивни двигатели на НАСА, разработващ GUARDIAN

Чрез анализиране на фините промени в сателитните сигнали учените могат да открият началото на цунамито и да инициират навременни предупреждения.

Потенциалът на GUARDIAN: системи за бързо откриване и ранно предупреждение

Системата GUARDIAN представлява един от най-бързите инструменти за мониторинг. Само за десет минути той генерира моментна снимка на тътена на цунамито, който достига до йоносферата. GUARDIAN може да предостави до един час предварително предупреждение в зависимост от разстоянието между източника на цунамито и брега.

Изходът на системата в почти реално време в момента изисква експертна интерпретация за идентифициране на признаци на цунами. Технологията обаче бързо се развива.

„Предвиждаме GUARDIAN един ден да допълни съществуващите наземни и океански инструменти като сеизмометри, шамандури и мареографи, които са много ефективни, но им липсва систематично покритие на открития океан“, казва Сидхарт Кришнаморти, част от екипа за разработка на Лабораторията за реактивни двигатели на НАСА.

Екипът на GUARDIAN е фокусиран основно върху наблюдението на Тихоокеанския огнен пръстен (район с чести земетресения и изригвания на вулкани), където се появяват значителен процент от цунамита. Техните усилия включват разработването на уебсайт, който позволява на експертите да изследват почти в реално време данни от йоносферата от отделни сателитни станции, позволявайки бързо идентифициране на атмосферни сигнали, свързани с потенциални цунами или други опасности.

Чрез разширяване на обхвата на GUARDIAN и усъвършенстване на възможностите му за автоматизирано откриване, системата може да стане неразделна част от стратегиите за ранно предупреждение за крайбрежни райони, предразположени към цунами, вулканични изригвания и земетресения.