Ученые разработали более эффективную модель для прогнозирования землетрясений

На протяжении более 30 лет модели, используемые исследователями и государственными органами для прогнозирования афтершоков землетрясений, оставались практически неизменными. Хотя эти старые модели хорошо работают с ограниченными сейсмологическими данными, с огромными массивами они справляются намного хуже.

Для устранения этого недостатка группа исследователей из Калифорнийского университета в Санта-Крузе и Технического университета Мюнхена создала новую модель, использующую глубокое обучение для прогнозирования афтершоков, или повторных толчков: Recurrent Earthquake foreCAST (RECAST). В статье, опубликованной сегодня в журнале Geophysical Research Letters, ученые показывают, что модель глубокого обучения является более гибкой и масштабируемой, чем используемые в настоящее время модели прогнозирования землетрясений.

Новая модель превзошла текущую модель, известную как модель последовательности афтершоков эпидемического типа (ETAS), для каталогов землетрясений с числом событий около 10 000 и более.

Подход модели ETAS был разработан для наблюдений, которые мы имели в 80-х и 90-х годах, когда мы пытались построить надежные прогнозы на основе очень небольшого количества наблюдений, — сказал Келиан Дашер-Кузино, ведущий автор статьи, недавно защитивший докторскую диссертацию в Калифорнийском университете в Санта-Крузе.

Сегодня ситуация совершенно иная». Теперь, благодаря более чувствительному оборудованию и большим возможностям хранения данных, каталоги землетрясений стали намного больше и детальнее.

«Мы начали составлять каталоги землетрясений на миллионы, а старая модель просто не могла справиться с таким объемом данных», — говорит Эмили Бродски, профессор наук о Земле и планетах в Калифорнийском университете в Санта-Крузе и соавтор статьи. На самом деле, одной из главных задач исследования была не разработка новой модели RECAST, а обеспечение работы старой модели ETAS с огромными массивами данных для их сравнения.

Модель ETAS довольно хрупкая, и у нее есть множество очень тонких и сложных способов, с помощью которых она может дать сбой, — говорит Дашер-Кузино.

Поэтому мы потратили много времени на то, чтобы убедиться, что мы не испортили наш эталон по сравнению с реальной разработкой модели.

По словам Дашера-Кузино, для дальнейшего применения моделей глубокого обучения в прогнозировании афтершоков необходима более совершенная система бенчмаркинга. Чтобы продемонстрировать возможности модели RECAST, группа сначала использовала модель ETAS для имитации каталога землетрясений. После работы с синтетическими данными исследователи протестировали модель RECAST на реальных данных из каталога землетрясений Южной Калифорнии.

Было обнаружено, что модель RECAST, которая, по сути, может учиться, показала несколько лучшие результаты, чем модель ETAS, при прогнозировании афтершоков, особенно при увеличении объема данных. Вычислительные усилия и время также были значительно лучше для больших каталогов.

По словам Дашера-Кузино, это не первая попытка ученых использовать машинное обучение для прогнозирования землетрясений, но до недавнего времени эта технология была не совсем готова. Новые достижения в области машинного обучения делают модель RECAST более точной и легко адаптируемой к различным каталогам землетрясений.

Гибкость модели может открыть новые возможности для прогнозирования землетрясений. Благодаря способности адаптироваться к большим объемам новых данных, модели, использующие глубокое обучение, потенциально могут включать информацию сразу из нескольких регионов, чтобы делать более точные прогнозы для малоизученных областей.

Мы могли бы тренироваться на Новой Зеландии, Японии, Калифорнии и получить модель, которая на самом деле будет достаточно хороша для прогнозирования в тех местах, где данных может быть не так много, — говорит Дашер-Кузино.

Использование моделей глубокого обучения также позволит исследователям расширить спектр данных, которые они используют для прогнозирования сейсмичности.

Мы постоянно регистрируем движения грунта, — говорит Бродски.

Поэтому следующий уровень — это реальное использование всей этой информации, не заботясь о том, называть ли землетрясение землетрясением или нет, а используя все.

Тем временем исследователи надеются, что модель послужит толчком к обсуждению возможностей новой технологии.

С ней связан весь этот потенциал, — говорит Дашер-Кузино.

Потому что она так задумана.

02.09.2023


Подписаться в Telegram



Безопасность

Акулы чаще нападают на людей не потому, что стали кровожаднее
Акулы чаще нападают на людей не потому, что стали кровожаднее

В 2023 году по всему миру увеличилось кол...

Journal of Conflict Archaeology: Впервые исследован кратер Первой мировой войны
Journal of Conflict Archaeology: Впервые исследован кратер Первой мировой войны

Впечатляющий подрыв взрывчатки на редуте ...

Ученые США выясняют, кто покупает оружие чаще остальных
Ученые США выясняют, кто покупает оружие чаще остальных

Обучение стрельбе из пистолета на ор...

Университет Калифорнии в Сан-Диего: Против скама нет приема
Университет Калифорнии в Сан-Диего: Против скама нет приема

Отправить письмо с поддельным адресом про...

Видеоролик про оружие снижает риск неосторожного обращения среди детей
Видеоролик про оружие снижает риск неосторожного обращения среди детей

В лаборатории Университета штата Огайо, замаск...

В Москве разработали рентген для углепластика
В Москве разработали рентген для углепластика

В Технополисе Москва создали инновационную сис...

Робот МЧС успешно десантировался с высоты 500 метров
Робот МЧС успешно десантировался с высоты 500 метров

Робот, созданный в особой экономической з...

Аэропорт Норильска оснастят уникальным российским интроскопом
Аэропорт Норильска оснастят уникальным российским интроскопом

Резидент особой экономической зоны Технополис ...

Новые датчики движения реагируют на пожарных
Новые датчики движения реагируют на пожарных

Исследователи из университета Макмастера ...

Владельцев оружия в США меньше, чем принято считать
Владельцев оружия в США меньше, чем принято считать

Большинство обывателей существенно переоценива...

Из первых ауксетиков, возможно, будут делать бронежилеты
Из первых ауксетиков, возможно, будут делать бронежилеты

Если растягивать какой-нибудь эластичный матер...

Разработан мини-огнетушитель для литиевых аккумуляторов
Разработан мини-огнетушитель для литиевых аккумуляторов

Как показали события последних месяцев, аккуму

Российские силовики рассекретили тяжелый роботизированный комплекс
Российские силовики рассекретили тяжелый роботизированный комплекс

Отечественное Минобороны представило уникальны...

Операторы Kovter зарабатывают на кликах
Операторы Kovter зарабатывают на кликах

ESET предупреждает о росте активности заг...

Системы контроля доступа: домофоны и другое важное оборудование
Системы контроля доступа: домофоны и другое важное оборудование

Обеспечить безопасность жилой или коммерч...

Предъявите ваш череп, пожалуйста
Предъявите ваш череп, пожалуйста

Службы безопасности различного уровня и п...

Достоверность доказательств еще надо доказать
Достоверность доказательств еще надо доказать

Телезрители редко обращают внимание на то...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

ESA: Первые снимки Евклида показали миллиарды осиротевших звезд
ESA: Первые снимки Евклида показали миллиарды осиротевших звезд
Heliyon: Ученые нашли виновника тяжелых отравлений благодаря новому методу ПЦР
Heliyon: Ученые нашли виновника тяжелых отравлений благодаря новому методу ПЦР
Energy Materials and Devices: Создан тандемный солнечный элемент с КПД более 20%
Energy Materials and Devices: Создан тандемный солнечный элемент с КПД более 20%
Child Development: Отношения с матерью влияют на умение дружить и растить детей
Child Development: Отношения с матерью влияют на умение дружить и растить детей
EMBO Reports: Растения-однолюбы находят одного партнера на всю жизнь
EMBO Reports: Растения-однолюбы находят одного партнера на всю жизнь
New Media & Society: Геймеры находят оправдание смурфингу, хотя он их и бесит
New Media & Society: Геймеры находят оправдание смурфингу, хотя он их и бесит
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Current Biology: Исследование брачного поведения показывает эволюцию влечения
Current Biology: Исследование брачного поведения показывает эволюцию влечения
BioDesign Research: Для производства каротиноидов разработали специальные дрожжи
BioDesign Research: Для производства каротиноидов разработали специальные дрожжи
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
Scientific Reports: Реакция на происходящее влияет на понимание будущих событий
Scientific Reports: Реакция на происходящее влияет на понимание будущих событий

Новости компаний, релизы

Физики СПбГУ и Института проблем машиноведения РАН улучшили ударопрочные характеристики нержавеющей стали
КВЗ принимает заявки на целевое обучение в проект «Крылья Ростеха»
Ученые СПбГУ смоделировали сценарии появления таликов в вечной мерзлоте Антарктиды
Треть работодателей тратят на адаптацию одного нового сотрудника до 100 тысяч рублей
Палеонтолог СПбГУ описал новый вид динозавров-бегунов из Кемеровской области