Magyar menti meg a ka­tasztrófáktól Kaliforniát

Természeti katasztrófákra, például földrengésre, áradásra és később, a fejlesztés második lépcsőjében akár nagyobb tüzekre, cunamikra, aszteroidákra vagy meteorokra is figyelmeztető rendszert tesztel Kalifornia. Egészen pontosan Kalifornia állam adja a pénzt, a munkát pedig több nyugat-amerikai egyetem és kutatóintézet végzi el, illetve a NASA, a magyar Komjáthy Attila segítségével.

Komjáthy az amerikai űrkutatási hivatal egyik legfontosabb kutatóintézetében, a Jet Propulsion Laboratoryban (JPL) dolgozta ki a módszert, amellyel az eddigieknél nemcsak korábban, de olcsóbban is észlelhető lesz a cunami. Ez a READI, azaz a Real-Time Earthquake Analysis for Disaster Mitigation hálózat.

Csak egy kicsit más, mégis megment

Japánban már a 2011-es cunami idején is működött egy GPS-alapú földrengésjelző rendszer, az azonban még a hagyományos szeizmikus adatokra támaszkodott. A tudósok emiatt becsülték alá az akkori földrengés erősségét és az azt követő cunami nagyságát – írja a Discovery. A katasztrófát a földrengés után 30 másodperccel hetes erősségűnek becsülték, nyolc és fél perccel később viszont már 7,9-es erősségűnek. Két és fél órába telt, mire a szakemberek felismerték, hogy egy kilences erősségű rengéssel volt dolguk.

A hagyományos szeizmikus mérőkkel az a gond, hogy csak a rezgéseket mérik. Komjáthyék rendszere azonban ezt meghaladja, és előre megbecsüli a földmozgásokat és tartós elmozdulásokat. Tehát megmondja azt is, meddig tarthat egy-egy rengés, és ez idő alatt hogyan változik az erőssége, illetve hogy előidézhet-e szökőárat. Mindez pedig sokkal hatékonyabbá teheti a mentőegységek munkáját.

Sőt, a rendszer azt is megbecsüli, hogy a földmozgás tönkretehet-e hidakat vagy más nagyobb, fontosabb építményeket, mondjuk kórházakat. Ezt a mozgás irányából, az épület kilengéséből és állapotából becsüli meg (pdf). Egyfokos kilengés már elég lehet a vörös riasztáshoz.

Lufi helyett

A rendszert az amerikai állam déli részében állították fel. Lényege, hogy már létező mérőállomások segítségével, a műholdas technológiát felhasználva nagyon pontosan érzékeli a legapróbb földmozgásokat is. „Első lépcsőben valós idejű GPS-szel centiméter pontosságú függőleges elmozdulásokat mérünk” – mondta megkeresésünkre Komjáthy. Az egyszerű GPS és a valós idejű hálózat között az a különbség, hogy utóbbi kombinálja és elemzi is az adatokat.

„Talán furcsának tűnhet, hogy GPS-t használunk, pedig a GPS inkább egy időjárásfigyelő eszköz” – mondta a BBC-nek Angelyn Moore, a NASA munkatársa. A GPS-állomások ugyanis azt az időt mérik, amíg a jel a műholdról a Földön felállított egységhez ér. Ha változik a levegő páratartalma, változik a jel sebessége is.

A páratartalmat hagyományosan meteorológiai ballonokkal mérik, de ilyen ballonokból Dél-Kaliforniában csak kettő van, és azok is 150 mérföldre vannak egymástól. Ráadásul a ballonokat csak bizonyos időnként engedik fel, San Diegóban például 12 óránként. A GPS-alapú rendszer azonban folyamatosan figyeli a páratartalmat, és ennek jelfogóiból jóval több is van: a kaliforniai partvidéken több mint 550 (ezek jól láthatóak a projekt interaktív térképén), így a rengés epicentrumát másodpercek alatt ki lehet számolni, mondta a magyar kutató.

Ezenkívül a rendszer részei még szeizmikus és egyéb szenzorok, amelyek az időjárás változásait követik. Ezek együtt hozzák létre a védekezést segítő adathalmazt. A kutatás második lépcsőjében, amikor már erdőtüzeket, cunamikat és meteorokat is figyelnek majd, ionoszferikus méréseket fognak végezni a szakemberek, szintén GPS-szel.

Kormányzati sms: Fusson, jön az ár!

De semmit sem érne az egész, ha a mérőműszerek mellett nem készült volna el a kommunikációs hálózat. Ezen keresztül a rendőrség és a tűzoltóság, illetve az illetékes szervek azonnal értesülnek a várható veszélyről. Ezenkívül a NASA most már civileket is elér mobiltelefonjaikon, hogy közvetlenül figyelmeztesse őket a közelben várható katasztrófákra vagy jelentősebb időjárás-változásokra. Az egész projekt legfőbb célja életeket menteni, Komjáthy szerint azonban fontos, hogy csak akkor küldjenek vészjeleket, „amikor arra nagyon nagy szükség lesz”.

„A rádiótelefon-hálózaton szinte perceken belül ki lehet adni a figyelmeztetést, hogy mire a P, azaz az elsődleges (primary) és S, azaz másodlagos (secondary) hullámok elérnek bizonyos helyekre, a lakosság nagy része kimeneküljön az épületekből” – mondta Komjáthy. Ezért azért jó, mert a GPS-alapú megoldás sok esetben csak néhány perccel vagy másodperccel a katasztrófa előtt jelez. Azért egy cunami esetében ez is sorsdöntő lehet, hiszen például a Szent András-törésvonalnál keletkező földrengés 1,5-2 perc alatt ér Los Angelesbe, és ennyi elég is a riadóztatásra.

Év végére kiépülhet

A READI-hez nagyon hasonló rendszer már működik Japánban, ott viszont egyszerűbb a tesztelők helyzete. Japánban ugyanis „viszonylag egyszerűbbek a törésvonalak, és jól mérhetőek a földrengések”. Kaliforniában „tele vagyunk törésvonalakkal, és nehéz a földrengés nagyságát pontosan kiszámítani” – ilyenek az amerikai kutató hétköznapi gondjai.

Komjáthy azt mondja, 2014 végére épülhet ki a teljes kaliforniai rendszer, hiszen a technológia és az algoritmusok már most rendelkezésre állnak. Idén tehát még több PBO-állomást telepítenek (ezek a lemezhatárokat figyelik, az EarthScope geodéziai részei), célzottabban osztják majd el a GPS-állomásokat, több GNSS-állomást (ezek maguk a gombafejű jelfogók) és szeizmo-geodéziai mozgásmérőt (GPS + gyorsulásmérő) állítanak fel, akárcsak nyomás- és hőmérséklet-figyelő met-állomást. Ezenkívül megfigyelik majd többek között a Long Beach-i Vincent Thomas híd mozgásait és a San Diegó-i kórház mozgásait, utóbbiban egy korai riasztási rendszert is kiépítenek.

Mivel a READI olcsó és a GPS-technológia miatt mindenki számára könnyen hozzáférhető, a prototípus az egész világon gyorsan elterjedhet. Hogy hatékony, azt pedig már bizonyította tavaly júliusban, amikor időben jelzett egy kiadós San Diegó-i esőzést és áradást.