Предсказание непредсказуемого
Ученые Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) разработали первую систему раннего предупреждения об оползнях. Аналогичные системы уже существуют для других стихийных бедствий, таких как цунами и торнадо.
В горной стране, такой как Швейцария, оползни не редкость. Нестабильные склоны занимают около 6% от общей площади страны. С глобальным потеплением ожидается учащение этих событий. Увеличение количества осадков и таяние ледников приведут к усилению потока воды в горах, что потенциально может спровоцировать оползни в новых районах. Аспирант EPFL Джон Айхенбергер под руководством профессора Льесса Лаллуи создал инструмент, воспроизводящий поведение крутых склонов при сильных осадках. Модель, протестированная на склонах реки Рейн, точно определяла, когда степень насыщения почвы влагой достигала опасного уровня, позволяя выдавать предупреждение.
Эти данные — ценный источник информации для защиты населения в горных районах. Исследователи также изучили другие регионы мира с иными типами почв, например, крутые склоны вулкана в Коста-Рике. Основная проблема, которую решил Айхенбергер, — прогнозирование быстрых поверхностных оползней глубиной в несколько метров. «Крутой склон обычно стабилен благодаря капиллярным эффектам, то есть сцеплению между частицами. Этот эффект теряется при инфильтрации дождевой воды в почву», — объясняет ученый.
Профессор Лаллуи вдохновлялся системами предупреждения о цунами, сочетая детерминированную модель на основе физических механизмов с вероятностной моделью на основе нейронной сети. В 2009 году полевой эксперимент на склонах Рейна в Рюдлингене, где был искусственно вызван оползень, подтвердил точность модели. Разработанная в EPFL система теперь применяется в Коста-Рике для мониторинга стабильности крупнейшего в Латинской Америке месторождения пуццоланы на склонах вулкана Ирасу.
«Наш инструмент помогает управлению земельными ресурсами, точно указывая опасные зоны», — заключает Лаллуи. Оползни тесно связаны с землепользованием, и, хотя в Швейцарии стихийные бедствия нерегулярны, в таких регионах, как Гонконг, они происходят часто, и инфраструктура не может бесконечно противостоять силам природы.