ЛОС-АЛАМОС, Нью-Мексико. Землетрясение потрясло большой современный город, ранив сотни людей, причинив серьезные структурные повреждения, отключив электроэнергию, разорвав газопровод и вызвав утечку токсичных химикатов с промышленного предприятия.
Обрушившиеся мосты и здания не позволяют машинам скорой помощи добраться до пострадавших, потушить десятки небольших пожаров до того, как они перерастут в большие, и доставить припасы в больницы и спасателям.
Как справляются с ситуацией аварийно-спасательные службы и городские власти? Как они распределяют ресурсы там, где они больше всего нужны? Как они могут заранее подготовиться к таким бедствиям и что они могут сделать, чтобы оправиться от них?
Исследователи Лос-Аламосской национальной лаборатории работают над проектом, который предоставит городским властям, региональным планировщикам, полиции и другим агентствам инструмент, который поможет им планировать и реагировать на стихийные бедствия, такие как землетрясения.
Проект под названием «Инициатива городской безопасности» связывает широкий спектр городских подсистем, включая транспорт, распределение энергии, погоду, ущерб инфраструктуре, водораспределение, экосистемы, экономическую деятельность, геологию и демографию, в интегрированную систему, которая использует преимущества лаборатории. высокопроизводительные вычислительные возможности.
«Инструменты, разрабатываемые в рамках этого проекта, могут быть использованы для борьбы со стихийными бедствиями, экологическими проблемами, угрозой химических или биологических атак, промышленными авариями и другими событиями», - сказал геолог Грант Хейкен, член группы городской безопасности.
Проект, работающий уже второй год при внутреннем финансировании лаборатории, включает в себя множество научных дисциплин, огромные объемы данных, десятки компьютерных программ и сложных интерфейсов, а также множество совместных проектов. Heiken сравнивает это с большой головоломкой, которую собирают разные группы, из которой появляются разные части, а затем их нужно правильно соединить, чтобы получилась полная картина..
Лос-Аламосская команда занимается несколькими основными областями: воздушными и водными транспортными путями, землетрясениями и инфраструктурой, восстановлением и повторным ростом, выбросами токсичных веществ в воздух с воздействием дорожного движения, интеграцией частей проекта и географических информационных систем для сбора и организации данные в общие базы данных.
«Мы планируем связать эту информацию со всеми типами (компьютерных) платформ», - сказала ученый-компьютерщик Дениз Джордж. «Мы надеемся, что это позволит тем, кто отвечает за действия в чрезвычайной ситуации, нажать кнопку и выяснить, что именно повреждено и что находится под угрозой, где находятся ресурсы для реагирования и как их задействовать».
Помимо улучшения способности реагировать на чрезвычайные ситуации, проект призван помочь более эффективно подготовиться к катастрофическим событиям.
«Для того, чтобы сообщество пользователей знало, как бороться с немедленными последствиями землетрясения, было бы очень полезно провести обучающие симуляции», - сказал астрофизик Эрик Джонс. «Люди также хотят выяснить, где разместить свои ресурсы до того, как произойдет бедствие, чтобы обеспечить наиболее эффективные меры реагирования».
Команда сотрудничает с Центром землетрясений Южной Калифорнии и другими калифорнийскими агентствами в рамках проекта по увязыванию компьютерных моделей сейсмических движений грунта, прогнозов ущерба от землетрясений и инфраструктуры города Лос-Анджелес с целью улучшения предварительного планирования и усилия по реагированию на чрезвычайные ситуации.
Текущая деятельность в рамках этого сотрудничества включает моделирование воздействия крупного землетрясения на инфраструктуру в районе Лос-Анджелеса. База данных, содержащая информацию о местной геологии, движении грунта от ударных волн, уязвимости инфраструктуры и других факторах, будет связана с компьютерными моделями, такими как модели для оценки ущерба, работы инфраструктуры во время чрезвычайных ситуаций и долгосрочного восстановления.
Команда проекта уже сообщила о полезных выводах. Например, было обнаружено, что газовый шлейф распространяется дальше при наличии зданий. Причина, по словам ученого-атмосферника Майка Брауна, заключается в том, что турбулентность, вызванная зданиями, поднимает шлейф выше в воздух, позволяя сильному ветру уносить его вверх.
Это открытие важно для сообщества специалистов по нераспространению, «которые заинтересованы в моделировании обтекания зданий из-за возможных террористических атак», - сказал Браун.
В дополнение к сотрудничеству в области моделирования землетрясений в Южной Калифорнии, команда работает с несколькими федеральными агентствами, другими городами и несколькими профессиональными организациями. Он инициировал и работает с другими организациями над программой дополнительных исследований городских систем, включая провозглашение 2001-2010 годов «Десятилетием науки в городах».
«Сегодня почти весь прирост в мире приходится на города, а они являются наиболее уязвимыми местами для природных или техногенных катастроф», - сказал Хайкен. «Развитие научно обоснованного понимания их уязвимости поможет им выжить».
Национальная лаборатория Лос-Аламоса находится в ведении Калифорнийского университета для Министерства энергетики США.