في خطوة قد تحدث نقلة نوعية في أنظمة الإنذار المبكر للكوارث الطبيعية، طوّر علماء من مختبر لورانس ليفرمور الوطني (LLNL) في الولايات المتحدة نظاماً متطوراً للتنبؤ بالتسونامي في الوقت الفعلي، مدعوماً بقدرات الحاسوب العملاق “إل كابيتان” – الأسرع في العالم.
ووفق موقع “إنترستينغ إنجينيرينغ” يتمتع “إل كابيتان” بأداء نظري يصل إلى 2.79 كوينتيليون عملية حسابية في الثانية، ما يمكّنه من إنتاج تنبؤات آنية ودقيقة لأمواج التسونامي المحتملة.
اعتمد المشروع على أكثر من 43,500 وحدة معالجة مسرّعة (APU) من نوع AMD Instinct MI300A، لحل مشكلات انتشار موجات الجاذبية الصوتية واسعة النطاق، ما أنتج قاعدة بيانات ضخمة من عمليات المحاكاة الفيزيائية، تربط حركة قاع البحر الناتجة عن الزلازل بموجات التسونامي المترتبة عليها.
“التوأم الرقمي” للتسونامي
يوظف النظام الجديد ما يُعرف بـ”التوأم الرقمي” للتسونامي، الذي يحاكي بدقة تأثير الزلازل على قاع المحيط، باستخدام بيانات آنية من مستشعرات ضغط في قاع البحر، إلى جانب عمليات محاكاة متقدمة قائمة على الفيزياء. ويتيح ذلك التنبؤ بمسار وسلوك أمواج التسونامي، مع تحديد مستوى عدم اليقين في التقديرات.
وصرح تزانيو كوليف، عالم الرياضيات الحاسوبية بالمختبر والمشارك في البحث “هذا أول توأم رقمي بهذا المستوى من التعقيد يعمل في الزمن الفعلي. إنه يجمع بين المحاكاة الواسعة والأساليب الإحصائية المتقدمة لاستخلاص تنبؤات فيزيائية من بيانات المستشعرات بسرعة غير مسبوقة”.
وبحسب الورقة البحثية، يعتمد النظام على الانعكاس البايزي لتحليل بيانات الضغط الصوتي من المستشعرات، وحل مسألة عكسية تحتوي على مليار مُعامل في أقل من 0.2 ثانية، ما يتيح التنبؤ بارتفاعات الأمواج بسرعة تفوق الطرق التقليدية بـ10 مليارات مرة.
أهمية حاسمة للمناطق الساحلية
يرى الباحثون أن هذه التقنية قد تشكّل العمود الفقري للجيل الجديد من أنظمة الإنذار المبكر، خاصة في الحالات التي تصل فيها الموجات المدمرة إلى الساحل خلال دقائق معدودة، كما في سيناريو زلزال محتمل بقوة 8 درجات أو أكثر في منطقة كاسكاديا شمال غرب المحيط الهادئ، حيث قد لا يتجاوز وقت الإخلاء 10 دقائق.
وبهذا التطور، يفتح العلم باباً جديداً أمام حماية الأرواح وتقليل الخسائر في مواجهة واحدة من أكثر الكوارث الطبيعية فتكاً.
