Международная группа под руководством Университета Гранады представила процедуру, которая сочетает в себе Искусственный интеллект и теория сигналов предсказывать вулканические извержения с минимальным запасом в двенадцать часов и подтверждать их окончание всего за три. Этот подход призван усилить системы мониторинга и предоставить властям реалистичное окно реакции.
Исследование, опубликованное в журнале Журнал вулканологии и геотермальных исследований, имеет участие Университет Колимы (Мексика), центр ИНВОЛКАН (Тенерифе) и Кентерберийский университет (Новая Зеландия). Цель — консолидировать новое поколение инструментов прогнозирования вулканической активности которые интегрированы в оперативный мониторинг.
Как это работает и какие сигналы анализирует
Метод работает в режиме реального времени. сейсмические записи для выявления закономерностей до и после извержения. Его ядро объединяет три параметра: Энтропия Шеннона (степень беспорядка сигнала), индекс частоты и эксцесс, совместная эволюция которых позволяет идентифицировать физические изменения в магматической системе.
Когда энтропия постоянно уменьшается, сигналы имеют тенденцию организовать непосредственно перед извержениемИндекс частоты фиксирует сдвиги доминирующих частот, связанных с различными магматическими процессами; а эксцесс особенно чувствителен к импульсивные события (взрывы, трещины). Эти комбинированные показания обеспечивают устойчивость к шуму и естественной изменчивости.
ИИ используется для проверки больших объемов данных, извлечения характеристик и обновления диагнозов без ручного вмешательства, при этом Теория сигналов Он предоставляет объяснимые метрики, обосновывающие результаты физическими явлениями. Этот подход не ставит целью заменить классические приборы, но усилить наблюдение с количественными ранними индикаторами.
Проведенные испытания охватывают вулканы Испания, Мексика, Греция, Италия, США (Гавайи, Аляска и Орегон), Перу и Россияс согласованными результатами в различных геологических условиях и сетях наблюдений. Этот географический охват предполагает потенциальный перенос в другие среды Европы, с особым интересом для архипелагов и густонаселенных районов. В частности, исследования были включены в Перу что подтверждает его применимость в андийском контексте.
Результаты в Ла-Пальме и Колиме и операционная прибыль
Во время извержения Таджогаите (Ла-Пальма, 2021)Система опередила начало более чем на девять часов и позволила определить прекращение практически в режиме реального времени благодаря чёткому изменению энтропии. минимальное окно 12 часов Это позволило бы с большей легкостью активировать оповещения и подготовку.
В Огненный вулкан КолимаАнализ данных за десятилетие (2013-2022 гг.) показал, что метод различает начало интенсивных фаз извержения, рост лавовые купола и переходы в состояния покоя, которые обеспечивают контекст для регулирования доступа, планирования ресурсов и оценить опасность.
Команда под руководством Хесус Ибаньес (Андалузский институт геофизики и кафедра теоретической физики и космологии) и Кармен Бенитес (Кафедра теории сигналов, телематики и связи) также консультировала власти во время Санторинский кризис (Греция), применение подхода для интерпретации природы сейсмичности.
Их включение в европейские системы мониторинга будет включать интеграцию алгоритмов в существующие сейсмические сети и согласование протоколов с гражданская защита и определить локальные пороги оповещения. 12-часовое оповещение даёт решающее время для поэтапная эвакуацияПрофилактические сокращения и проверенная коммуникация с общественностью.
Хотя результаты многообещающие, необходимо провести дополнительную работу по калибровке модели. разные типы вулканов, улучшить взаимодействие с другими сигналами (деформация, газы) и консолидировать работоспособность в центрах мониторинга, а также интегрировать аспекты, связанные с вулканический пепелДостигнутый прогресс указывает на необходимость более активного наблюдения с прозрачными показателями, применимыми в Испании и остальной Европе.
Благодаря научной проверке, валидации в Ла-Пальме и Колиме, а также опыту институциональной поддержки в Греции, это Методология на основе ИИ Она становится ощутимым подкреплением для безопасности: она оповещает вас за 12 часов, подтверждает окончание извержения через 3 часа и предоставляет объективные критерии для более упорядоченного управления вулканическими кризисами.
