วิธีทำนายภัยพิบัติ: จะมีการพยากรณ์การปะทุ แผ่นดินไหว และสึนามิหรือไม่

เมื่อเกิดการปะทุ

เพื่อเพิ่มโอกาสในการทํานายการปะทุนักวิทยาศาสตร์

ดึงดูดประสบการณ์ในอดีต 

ตัวอย่างเช่น นักวิจัยจากสแตนฟอร์ดมหาวิทยาลัยวิเคราะห์ตำแหน่งของผลึกโอลิวีนที่แข็งตัวในลาวาหลังจากการปะทุของภูเขาไฟคิลาเว ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์จึงสามารถค้นหารายละเอียดของกระบวนการที่เกิดขึ้นในลำไส้ของโลกได้ ข้อมูลนี้จะช่วยทำนายการปะทุในอนาคต

นักวิทยาศาสตร์อธิบายว่าพวกเขาพยายามสร้างอัลกอริทึมสำหรับทำนายการปะทุของภูเขาไฟ อย่างไรก็ตามกระบวนการหลายอย่างที่อาจชี้ให้เห็นว่าสิ่งนี้เกิดขึ้นลึกลงไปในท่อลาวา หลังจากการปะทุเครื่องหมายใต้ดินใด ๆ ที่อาจให้เบาะแสแก่นักสำรวจจะถูกทำลายในเกือบทุกกรณี

• พลังระเบิด

นักวิทยาศาสตร์จากห้องปฏิบัติการ Jet Propulsion Laboratory ของ NASA ในแคลิฟอร์เนียตอนใต้พบว่าการยุบตัวของแคลดีราเพิ่มพลังของการปะทุของภูเขาไฟ

เพื่อค้นหาสิ่งที่มีผลต่อพลังการปะทุผู้เขียนงานชิ้นใหม่ได้ศึกษาการปะทุของภูเขาไฟฮาวาย Kilauea ในปี 2018 ซึ่งเป็นครั้งที่ใหญ่ที่สุดในช่วง 200 ปีที่ผ่านมาของประวัติศาสตร์การปะทุ

เมื่อหินตกลงมาจะสร้างแรงกดดันเข้ามาห้องแมกมา ดังนั้นในระหว่างการปะทุของ Kilauea การไหลของหินหนืดไปยังช่องระบายอากาศที่ห่างไกลจึงเพิ่มขึ้นรวมทั้งปริมาณการปะทุทั้งหมด อัลกอริทึมที่คล้ายกันใช้ได้กับภูเขาไฟอื่น ๆ

• การทำนายการระเบิด

การปะทุของภูเขาไฟ Kilauea เดียวกันในฮาวายในปี 2018 ช่วยนักวิทยาศาสตร์สร้างระบบใหม่สำหรับการทำนายอันตรายที่อาจเกิดขึ้นจากการปะทุในอนาคต นักวิจัยใช้ตัวชี้วัดความหนืดของแมกมาในระยะแรก

คุณสมบัติของแมกมาภายในภูเขาไฟมีผลอย่างไรจะเกิดการปะทุ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ความหนืดของหินหลอมเหลวเป็นปัจจัยสำคัญที่อันตรายต่อการปะทุของชุมชนใกล้เคียง

จากการศึกษาสิ่งที่เกิดขึ้นในส่วนล่างของเขตรอยแยกตะวันออกของ Kilauea ในปี 2018 นักวิจัยระบุว่าทิศทางการเคลื่อนที่ของความผิดพลาดในเขตรอยแยกตะวันออกตอนล่างก่อนและระหว่างการปะทุของภูเขาไฟสามารถใช้เพื่อประเมินความหนืดของแมกมาที่เพิ่มขึ้นได้ สิ่งนี้จะช่วยให้ผู้เชี่ยวชาญด้านการตรวจสอบเหตุฉุกเฉินดีกว่าที่จะคาดการณ์การระเบิดของภูเขาไฟเช่น Kilauea และพัฒนากลยุทธ์การตอบสนองล่วงหน้า 

ทำนายแผ่นดินไหวได้ไหม

เช่นเดียวกับภัยพิบัติอื่น ๆ : ใช่และไม่ใช่ 

• พยากรณ์แผ่นดินไหว

เมื่อปลายเดือนมกราคม พ.ศ. 2564 ได้ทราบมาว่านักวิทยาศาสตร์ได้สร้างระบบใหม่ในการคาดการณ์ความเป็นไปได้และผลกระทบของแผ่นดินไหวทั่วทั้งภูมิภาค โดยได้รับการพัฒนาโดยทีมนักวิจัยร่วมกับ SCEC

การศึกษาใหม่นำเสนอผลลัพธ์ต้นแบบของเครื่องจำลองแผ่นดินไหว Rate-State หรือ RSQSim: จำลองประวัติศาสตร์แผ่นดินไหว 80 พันปีของแคลิฟอร์เนีย เขาสามารถคำนวณความแรงของแผ่นดินไหวที่จะเกิดขึ้นในอนาคต

ผลงานขึ้นอยู่กับประวัติแผ่นดินไหวและแสดงคำทำนายอนาคตที่สมจริง นักพัฒนากล่าวว่าวิธีการใหม่นี้ช่วยเพิ่มความสามารถในการระบุได้อย่างแม่นยำว่าแผ่นดินไหวจะรุนแรงแค่ไหนในสถานที่ที่กำหนด ซึ่งสามารถช่วยนักพัฒนาในการวางแผนความสูงของอาคารได้

• แจ้งเตือนด่วนว่าเกิดอะไรขึ้น

ณ สิ้นเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2564 นักวิทยาศาสตร์จากสหรัฐอเมริกาได้นำเสนอวิธีการใหม่ในการวัดระดับการเกิดแผ่นดินไหวที่อาจเกิดขึ้นโดยใช้ระบบ GPS สามารถช่วยชีวิตผู้คนได้หลายแสนคน

นักวิจัยอธิบายว่าระบบโลกการติดตามแผ่นดินไหวด้วย GPS สามารถให้การเตือนแผ่นดินไหวที่มีกำลังแรงได้ทันท่วงทีและแม่นยำมากกว่าเครือข่ายแผ่นดินไหวแบบเดิม นอกจากนี้ยังสามารถลดความถี่ของการแจ้งเตือนที่ผิดพลาดได้อีกด้วย

ตามที่ผู้เขียนนำการศึกษา Timothyเมลเบิร์น ศาสตราจารย์ด้านธรณีวิทยาที่มหาวิทยาลัยเซ็นทรัลวอชิงตัน ระบบตรวจจับด้วย GPS สามารถให้การแจ้งเตือนได้เร็วกว่าและแม่นยำกว่าเซ็นเซอร์แผ่นดินไหวแบบเดิมที่ติดตั้งในพื้นที่ที่มีการเคลื่อนตัวของเปลือกโลก อาจล้มเหลวเนื่องจากมีข้อมูลจำนวนมากเมื่อคลื่นไหวสะเทือนปรากฏขึ้นครั้งแรก

นักแผ่นดินไหวมักจะรอคลื่นแผ่ขยายออกไปจากศูนย์กลางและประเมินแผ่นดินไหวจากระยะไกล แต่ในบางกรณี เมื่อเผชิญกับภัยคุกคามจากแผ่นดินไหวที่มีสนามแม่เหล็กสูง และคลื่นยักษ์สึนามิที่อาจทำลายล้างซึ่งสามารถคร่าชีวิตผู้คนได้หลายพันคน เรื่องนี้เป็นไปไม่ได้

วิธีรู้ล่วงหน้าเกี่ยวกับสึนามิหรือน้ำท่วม

• แนวโน้มน้ำท่วม

แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ใหม่นี้แสดงให้เห็นว่าเมืองใดผลิตก๊าซเรือนกระจกและแนวโน้มที่จะเกิดน้ำท่วม

การวิจัยก่อนหน้านี้แสดงให้เห็นว่าการพัฒนาเมืองส่งผลกระทบต่อปริมาณน้ำฝน มีเอฟเฟกต์เกาะความร้อนในเมือง: ความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิในเมืองและชนบทโดยรอบ

เมื่อเมืองเติบโตขึ้นอุณหภูมิก็สูงขึ้นความร้อนความร้อนใหม่ทำให้อากาศมีพลังงานและทำให้อากาศเพิ่มขึ้นเร็วขึ้นกลั่นตัวตกตะกอนและฝนตกในเมืองหรือลมล่อง ดังนั้นปริมาณฝนที่เมืองได้รับจึงเพิ่มขึ้นหรือลดลง

อย่างไรก็ตามนักวิทยาศาสตร์ตัดสินใจที่จะคำนึงถึงภูมิภาคด้วยการจำลองสภาพภูมิอากาศที่กำหนดเป้าหมายไปยังทวีปอเมริกาเพื่อแสดงผลหักล้างระหว่างการพัฒนาเมืองและการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากการตกตะกอนที่รุนแรง

จากผลงานในเมืองใหญ่ๆ ของประเทศสหรัฐอเมริกาปริมาณน้ำฝนจะเพิ่มขึ้น ผลการศึกษาแสดงให้เห็นความจำเป็นเร่งด่วนที่เมืองต่างๆ จะต้องพัฒนานโยบายเพื่อรับมือกับอุทกภัยที่คุกคามความยืดหยุ่นของเมืองและการลงทุนด้านโครงสร้างพื้นฐาน

• พยากรณ์ดาวเทียม

ผู้เชี่ยวชาญชาวอเมริกันที่ได้พัฒนาใหม่วิธีการทำนายอุทกภัยโดยใช้ดาวเทียม GRACE วัดแรงโน้มถ่วงของโลก โปรดทราบว่าหากมีของเหลวมาก ดินที่มีฝนตกหนักจะไม่สามารถดูดซับได้ ในทางกลับกันสิ่งนี้สามารถกระตุ้นน้ำท่วม

หลังจากที่นักวิทยาศาสตร์จากแคลิฟอร์เนียมหาวิทยาลัยศึกษาข้อมูลที่ได้รับจากดาวเทียมในปี 2554 พวกเขาพบว่าด้วยวิธีการของพวกเขา พวกเขาสามารถทำนายน้ำท่วมแม่น้ำมิสซูรีได้ 5 เดือนก่อนที่จะเริ่มต้น ในขณะเดียวกันสำนักงานอุตุนิยมวิทยาแห่งชาติได้คาดการณ์ว่าอาจเกิดอุทกภัยได้เพียงหนึ่งเดือนก่อนที่จะเริ่ม

• โดรนใต้น้ำต้านสึนามิ

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเอเธนส์กำลังพัฒนาโดรนใต้น้ำที่ติดตามระดับรังสีในมหาสมุทร ซึ่งจะช่วยสร้างระบบเตือนภัยล่วงหน้าสำหรับสึนามิ

เป็นที่ทราบกันดีว่าแผ่นดินไหวเพิ่มขึ้นบนบก landกิจกรรมนำไปสู่การปล่อยเรดอนซึ่งเป็นก๊าซกัมมันตภาพรังสีธรรมชาติลงสู่ดิน สิ่งนี้เกิดขึ้นสองสามวันก่อนเกิดแผ่นดินไหว ดังนั้นการระเบิดของกัมมันตภาพรังสีที่ก้นทะเลจะทำนายการเกิดแผ่นดินไหวใต้น้ำที่ใกล้จะเกิดขึ้น ปัญหาเดียวคือเรายังไม่ทราบว่าระดับของรังสีที่ก้นทะเลเปลี่ยนแปลงไปอย่างไร และจำเป็นต้องมีการอ่านค่าพื้นฐานเพื่อตรวจจับการปะทุ

เป็นไปได้ไหมที่จะทำนายพายุไต้ฝุ่น พายุเฮอริเคน หรือพายุทอร์นาโด

นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษค้นพบวิธีการนี้เป็นครั้งแรกพายุทอร์นาโดก่อตัวบนแนวหน้าบรรยากาศหนาวเย็น ซึ่งจะช่วยให้นักอุตุนิยมวิทยาคาดการณ์ได้แม่นยำยิ่งขึ้น และเตือนประชากรเกี่ยวกับอันตรายล่วงหน้า

ยังไม่มีวิธีการพยากรณ์พายุทอร์นาโดที่เกิดขึ้นบริเวณแนวหน้าที่มีบรรยากาศหนาวเย็น และนี่คือสาเหตุที่ทำให้เกิดพายุทอร์นาโดประมาณ 40% ดังนั้น นักวิทยาศาสตร์จึงมองหาวิธีทำนายเหตุการณ์ดังกล่าว เพื่อปกป้องผู้คนจากปรากฏการณ์ทางธรรมชาติดังกล่าวได้ดียิ่งขึ้น และนักอุตุนิยมวิทยาชาวอังกฤษก็สามารถหาทางได้ 

นักวิทยาศาสตร์ได้วิเคราะห์รายงานพายุทอร์นาโดจากองค์กรวิจัยพายุทอร์นาโดและพายุ (TORRO) ภาพเรดาร์ และตำแหน่งทางภูมิศาสตร์ของเหตุการณ์สภาพอากาศ 114 เหตุการณ์ในระยะเวลา 35 ปี

พวกเขาตัดสินใจว่าแนวรบเย็นใดสามารถทำได้ทำให้เกิดพายุทอร์นาโด 1 ลูก บ้างก็หลายลูก และบ้างก็ไม่มีเลย การศึกษาพบว่าพายุทอร์นาโดส่วนใหญ่เกิดขึ้นเมื่อบริเวณที่มีลมแรงพัดเข้ามาทางด้านหน้าจากด้านเย็น ด้วยเหตุนี้จึงได้รับการโค้งงอด้านหน้าและมีส่วนนูนซึ่งจะเพิ่มความเปรียบต่างของความเร็วและทิศทางลม

เมื่อความเปรียบต่างนี้เพิ่มขึ้นเมื่อเวลาผ่านไปทอร์นาโดมีแนวโน้มที่จะ "หมุน" ตามแนวด้านหน้า บางครั้งในสถานการณ์เช่นนี้ อาจเกิดพายุทอร์นาโดได้ค่อนข้างใหญ่ นักพยากรณ์สามารถรับรู้สภาพอากาศเหล่านี้และแจ้งเตือนประชาชน

• ฝ่ายตรงข้ามของทฤษฎีทำนายภัยพิบัติทางอากาศ

อย่างไรก็ตามมีความเห็นว่าภัยพิบัติดังกล่าวแทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะคาดเดา นักวิชาการ Igor Mokhov ผู้อำนวยการสถาบันฟิสิกส์บรรยากาศของ Russian Academy of Sciences และศาสตราจารย์ที่ MIPT และมหาวิทยาลัยแห่งรัฐมอสโกกล่าวว่ารูปแบบทั่วไปของกิจกรรมตามฤดูกาลของพายุหมุนเขตร้อน พายุ และพายุเฮอริเคนเป็นที่รู้กันดี แม้ว่าการเปลี่ยนแปลงในแต่ละปีจะมีมากก็ตาม

และนี่คือความไม่แน่นอนของการทำนายเวลาการก่อตัวของพายุเฮอริเคนเขตร้อนลูกแรก จำนวน ความรุนแรง และวิถีโคจรในแอ่งมหาสมุทรในปีที่เฉพาะเจาะจงนั้นมีขนาดใหญ่มาก นี่เป็นเพราะความแปรปรวนระหว่างปีที่สำคัญของกระบวนการในชั้นบรรยากาศและมหาสมุทรในระดับภูมิภาค และการก่อตัวของพายุเฮอริเคนเขตร้อนขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ

อย่างไรก็ตามมีแน่นอนรูปแบบที่ช่วยให้สามารถประเมินการพยากรณ์โรคได้ ตัวอย่างเช่น ความถี่และกำลังของพายุเฮอริเคนไต้ฝุ่นแปซิฟิกขึ้นอยู่กับระยะของปรากฏการณ์สภาพภูมิอากาศเอลนีโญ

ในช่วงหลายปีของการพัฒนาเอลนีโญ โดยทั่วไป การก่อตัวของพายุไต้ฝุ่นในแปซิฟิกตะวันตกเฉียงเหนือนั้นมีโอกาสน้อย ซึ่งสามารถเข้าถึงชายฝั่งของญี่ปุ่นและตะวันออกไกลของรัสเซียได้

อ่านเพิ่มเติม:

ดาวหางที่ใหญ่ที่สุดในประวัติศาสตร์มีให้เห็นในระบบสุริยะ: มันเกือบจะเป็นดาวเคราะห์

นักวิทยาศาสตร์ได้คำนวณ "ชีพจร" ของโลก: มันคือ 27.5 ล้านปี

วิธีการใหม่เปลี่ยนคาร์บอนเป็นแกรฟีนหรือเพชรทันที