团队开发的数据驱动模型可成为预警系统中预测未来火山喷发的一部分,具有挽救生命和防止关键基础设施受损
坎特伯雷大学土木与自然资源工程研究工程师阿尔贝托・阿迪德(Alberto Ardid)博士和副教授大卫・邓普西(David Dempsey),利用机器学习分析导致 24 座火山 (其中包括3 座新西兰火山) 以前 41 次喷发的地震模式。
他们发现,这些喷发的预警信号遵循可重复的模式,可用于其他未得到充分研究的火山。
“这个发现可能是预测火山喷发的突破,使我们能够利用来自监测充分的火山数据,对监测不足的火山现场加强监测,降低风险,从而提高全球火山的安全性,”阿迪德博士说。
火山喷发对全球2,900万居住在活火山周围 10 公里内的人口构成重大威胁。
“及时准确的火山喷发预测可挽救生命,减少经济损失,并最大限度地减少因航空旅行、农业和全球供应链中断而造成的损失,”阿迪德博士说。“我们的方法为加强监测不足的火山预测提供了具有成本效益和可扩展的解决方案,全球社区和灾害管理机构均可受益。”
阿迪德博士最近因这项研究获得新西兰地球物理学奖,这项研究得到新西兰商业创新与就业部奋进基金和国际合作伙伴的资助。他说,开发一种有助于挽救生命的火山预警系统工具,很让人振奋。
“在东南亚和中美洲等数据匮乏的发展中国家,这款工具特别有价值,这是这个项目背后的巨大动力。”
邓普西副教授说,研究团队与国际上的火山观测站密切合作,确保新模型提供可行的数据。这个计划是为了让这些代码以开放的政策与国内外的火山观测站共享。
“我们提出的建模工具相对简单,是对现有火山观测实践的补充,但它提供了额外的信息层,”他说。“这意味着我们可以考虑预测那些从未有过仪器记录的火山喷发。我们可以开始考虑预测那些从未有记录仪数据的火山喷发,比如塔拉纳基火山(Mount Taranaki)。”
这项研究今天发表在《自然通讯》上,美国加州大学地球与环境学院的火山学家本·肯尼迪(Ben Kennedy)教授也参与其中。他说,活火山,如新西兰奥特罗阿(Aotearoa)的瓦卡里火山(Whakaari)、鲁阿佩胡火山(Ruapehu)和汤加里罗火山(Tongariro),是不可预测的,有时是危险的,但有效的预警系统可拯救生命,避免受伤害。
“这项新研究非常令人振奋,是对现有模式的挑战,证明火山喷发前兆或预警信号并非每座山独有。
“这是我们首次创建的模型,可展示如何利用来自许多火山的喷发前兆数据,预测另一座可用数据非常少的火山未来的喷发。”
本研究项目是与新西兰奥克兰大学肖恩·克罗宁(Shane Cronin)教授以及来自9个国家的18名国际研究人员合作完成的。