Προειδοποίηση για σεισμό 9,9 βαθμών στην Ιαπωνία;
Ιαπωνικό σπίτι επιπλέει στον Ειρηνικό Ωκεανό, φωτογραφημένο από τον Ντίλαν ΜακΚόρντ, του Ναυτικού των Ηνωμένων Πολιτειών, στις 13 Μαρτίου 2011. Κατά τη διάρκεια των 10 μηνών που ακολούθησαν τον σεισμό Mw9.1 Tōhoku-Oki, το σύστημα JMA EEW εξέπεμψε 27 ψευδείς συναγερμούς από τις 96 συνολικές προειδοποιήσεις για σεισμούς.Αυτή η εικόνα αποτελεί μια έντονη υπενθύμιση των καταστροφικών συνεπειών ενός σεισμού και τσουνάμι. Για αυτό το λόγο σχεδιάστηκαν τα συστήματα έγκαιρης προειδοποίησης , ωστόσο μία πικρή αλήθεια λέει ότι ακόμη δεν είναι αλάνθαστα.
Λανθασμένη προειδοποίηση για σεισμό 9,9 Ρίχτερ στην Ιαπωνία
Γιατί το αυτοματοποιημένο σύστημα χαρακτήρισε λανθασμένα ένα μακρινό συμβάν με μέγεθος M6.9;
Στις 12:40 μ.μ. τοπική ώρα στις 16 Οκτωβρίου, οι κάτοικοι της Ιαπωνίας έλαβαν μια σοκαριστική προειδοποίηση στα τηλέφωνά τους: σεισμός μεγέθους 9,9 Ρίχτερ είχε σημειωθεί βόρεια της χώρας και επερχόταν δόνηση - η οποία αναμένεται να φτάσει την ένταση JMA 7, που ισοδυναμεί με την ένταση MMI IX: τον υψηλότερο αριθμό στην κλίμακα έντασης.
Μόλις οκτώ λεπτά αργότερα, η προειδοποίηση ανακλήθηκε. Ευτυχώς για όλους, ο τεράστιος σεισμός δεν ήταν πραγματικός.
Δυστυχώς, αυτή φαίνεται να είναι η πιο κραυγαλέα ψευδής έγκαιρη προειδοποίηση για σεισμό που έχει εκδοθεί ποτέ, λαμβάνοντας υπόψη την ένταση της προβλεπόμενης δόνησης και το μέγεθος της πληγείσας περιοχής.
Πριν εμβαθύνουμε, θέλουμε να ξεκαθαρίσουμε κάτι. Δεν γνωρίζουμε την ακριβή λειτουργία αυτού του συστήματος έγκαιρης προειδοποίησης για σεισμούς. Κατανοούμε ότι αυτά τα συστήματα είναι εξαιρετικά δύσκολο να εφαρμοστούν και να δοκιμαστούν και η συζήτησή μας δεν πρέπει να θεωρηθεί ως κριτική με κανέναν τρόπο. Αντίθετα, αυτή είναι μια ευκαιρία να κατανοήσουμε πώς έχουν σχεδιαστεί αυτά τα συστήματα και πώς διαφορετικά συστήματα έχουν κατά καιρούς παράγει ψευδείς συναγερμούς και πώς ερμηνεύουμε αυτόν τον συγκεκριμένο ψευδή συναγερμό. Εκτιμούμε πραγματικά τον χρόνο και την προσπάθεια που έχουν καταβάλει τόσοι πολλοί επιστήμονες και μηχανικοί σε αυτό το είδος εργασίας.
Η δημιουργία ενός συστήματος που μπορεί να ανιχνεύσει, να χαρακτηρίσει και να μοντελοποιήσει έναν σεισμό και στη συνέχεια να μεταδώσει μια προειδοποίηση, όλα μέσα σε λίγα δευτερόλεπτα, είναι εξαιρετικά φιλόδοξη και θα πρέπει να περιμένουμε μερικά προβλήματα στην πορεία. Είναι ενδιαφέρον να δούμε πώς προκύπτουν και πώς διορθώνονται.
Έγκαιρη προειδοποίηση σεισμού (EEW)
Αρχικά, ας μιλήσουμε σύντομα για το πώς λειτουργεί η έγκαιρη προειδοποίηση για σεισμούς.
Μια έγκαιρη προειδοποίηση είναι μια δήλωση ότι ένας σεισμός έχει ήδη εντοπιστεί και τα διαθέσιμα δεδομένα δείχνουν ότι η δόνηση αναμένεται να εξαπλωθεί σε μια μεγαλύτερη περιοχή. Ένα μήνυμα μεταδίδεται σε μια μεγαλύτερη περιοχή, όπου η δόνηση δεν έχει ακόμη φτάσει αλλά προβλέπεται να είναι ανησυχητική. Μια έγκαιρη προειδοποίηση μπορεί να δώσει δευτερόλεπτα ή δεκάδες δευτερόλεπτα προειδοποίησης για δόνηση. Αυτός δεν είναι πολύς χρόνος, αλλά υπό ιδανικές συνθήκες οι άνθρωποι ή τα αυτοματοποιημένα συστήματα μπορούν θεωρητικά να λάβουν γρήγορα μέτρα για να αποτρέψουν ζημιές, τραυματισμούς ή ανεπιθύμητες επιπτώσεις, όπως η τυχαία κοπή μιας λάθος τομής κατά τη διάρκεια χειρουργικής επέμβασης στον εγκέφαλο.
Τα συστήματα έγκαιρης προειδοποίησης σεισμών λειτουργούν επειδή τα ηλεκτρομαγνητικά σήματα που χρησιμοποιούμε για να μεταδώσουμε την προειδοποίηση ταξιδεύουν πολύ πιο γρήγορα από ό,τι η δόνηση ταξιδεύει στο έδαφος (περίπου 40.000 φορές πιο γρήγορα, περίπου). Σκεφτείτε τους κεραυνούς και τις βροντές. Όταν χτυπάει ο κεραυνός, το ηλεκτρομαγνητικό σήμα (φως) ταξιδεύει πολύ πιο γρήγορα στα μάτια μας από το ακουστικό σήμα (βροντή). Το χάσμα μεταξύ αυτών των δύο σημάτων διευρύνεται όσο πιο μακριά βρίσκεστε από την πηγή. Αν οι βροντές ήταν πραγματικά επικίνδυνες από μόνες τους, θα μπορούσαμε να χρησιμοποιήσουμε τη λάμψη του φωτός ως προειδοποίηση για να καλυφθούμε.
Το πρόβλημα είναι ότι, σε αντίθεση με τους κεραυνούς/βροντές, υπάρχει ένα ακόμη απαραίτητο βήμα στην έγκαιρη προειδοποίηση για σεισμούς: ο σεισμός πρέπει να ανιχνευθεί και να μοντελοποιηθεί. Αυτό είναι ιδιαίτερα δύσκολο, επειδή, σε αντίθεση με μια αστραπή, οι μεγάλοι σεισμοί χρειάζονται δεκάδες δευτερόλεπτα ή και λεπτά για να ολοκληρώσουν τη ρήξη τους. Καθώς η ρήξη μεγαλώνει, αυξάνεται και το μέγεθος του τελικού σεισμού και η ένταση της δόνησης που παρατηρείται στις γύρω περιοχές.
Αυτό σημαίνει ότι οι προειδοποιήσεις πρέπει συχνά να διαβιβάζονται πριν καν αποφασιστεί το τελικό μέγεθος του σεισμού. Επιπλέον, πολύ μεγάλοι σεισμοί προκαλούνται από προοδευτική ρήξη πολύ μεγάλων ρηγμάτων. Μια ρήξη που ξεκινά σε ένα σημείο μπορεί να καταλήξει να έχει μήκος εκατοντάδες, ή ακόμα και χιλιάδες, ή χιλιόμετρα, πράγμα που σημαίνει ότι πολλοί άνθρωποι που δεν ξεκίνησαν κοντά στον σεισμό μπορεί στην πραγματικότητα να καταλήξουν να βρίσκονται αρκετά κοντά στη ρήξη.
Εξαιτίας αυτού, τα συστήματα έγκαιρης προειδοποίησης σεισμών μερικές φορές εκδίδουν πολλαπλές προειδοποιήσεις, ενημερώνοντας τις πληροφορίες με την πάροδο του χρόνου καθώς αυτές καθίστανται διαθέσιμες. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για τους μεγάλους σεισμούς. Το παρακάτω σχήμα, από τους Minson et al. (2018), δείχνει πώς τα μεγέθη συγκεκριμένων σεισμών αυξάνονται σε διάστημα δευτερολέπτων έως δεκάδων δευτερολέπτων (οι μαύρες γραμμές) και πώς οι έγκαιρες προειδοποιήσεις λειτουργούν για να καλύψουν το χαμένο έδαφος (οι μπλε γραμμές), για τρία συγκεκριμένα παραδείγματα.
Σχήμα 1: Μέγεθος έναντι χρόνου για τρία παραδείγματα σεισμών στην Ιαπωνία. Η ώρα μηδέν αντιπροσωπεύει την έναρξη του σεισμού. Η μαύρη γραμμή δείχνει το εκτιμώμενο πραγματικό μέγεθος του σεισμού σε κάθε χρονική στιγμή (αυξάνοντας με τη ρήξη). Η μπλε γραμμή δείχνει το μέγεθος που εκτιμάται από το σύστημα έγκαιρης προειδοποίησης σεισμών - ξεκινώντας δεκάδες δευτερόλεπτα μετά τον σεισμό και καθυστερώντας καθώς η ρήξη συνεχίζει να μεγαλώνει.
Αυξημένες δυσκολίες
Αρκετά συστήματα έγκαιρης προειδοποίησης σεισμών (EEW) έχουν αναπτυχθεί σε όλο τον κόσμο, καθένα από τα οποία λειτουργεί με διαφορετικό υλικό και σύμφωνα με διαφορετικές αρχές σχεδιασμού. Τα πρώτα συστήματα είχαν μόνο θεσμικούς συνδρομητές, όπως πυρηνικούς σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής ή σιδηροδρομικά συστήματα, επομένως το κοινό δεν συμμετείχε πραγματικά. Το πρώτο σύστημα που μετέδιδε στο ευρύ κοινό αναπτύχθηκε στο Μεξικό στις αρχές της δεκαετίας του 1990, επικοινωνώντας μέσω τηλεόρασης και ραδιοφώνου. Η Ιαπωνία καθιέρωσε το EEW σε εθνικό επίπεδο γύρω στο 2007. Οι Ηνωμένες Πολιτείες εμφανίστηκαν στο προσκήνιο μόλις το 2019 με το ShakeAlert, περιορισμένο στην Καλιφόρνια, λίγους μήνες μετά τον σεισμό Mw7.1 Ridgecrest. Σήμερα υπάρχουν επίσης συστήματα που είναι ενσωματωμένα απευθείας σε δίκτυα κινητής τηλεφωνίας, χρησιμοποιώντας τα τηλέφωνα τόσο ως σεισμόμετρα (για την ανίχνευση σεισμών) όσο και ως επικοινωνητές (για τη μετάδοση της προειδοποίησης).
Αυτά τα συστήματα λειτουργούν όλα σε διαφορετικές σεισμικές περιοχές όπου οι αναμενόμενοι σεισμοί είναι διαφορετικοί και όπου διαφορετικοί τύποι προειδοποιήσεων θεωρούνται χρήσιμοι. Τα συστήματα δεν μπορούν πραγματικά να συγκριθούν μεταξύ τους.
Τα περισσότερα συστήματα έγκαιρης προειδοποίησης για σεισμούς έχουν αποδειχθεί αρκετά αξιόπιστα, αν και οι προειδοποιήσεις συνήθως δεν είναι αρκετά μακρές για να είναι πολύ χρήσιμες. Η μεγαλύτερη υπόσχεση για το ευρύ κοινό είναι πιθανώς για μακρινούς, πολύ μεγάλους σεισμούς όπου έντονες δονήσεις θα χτυπήσουν σε πολύ μεγάλες περιοχές, με πιθανώς λεπτά προειδοποίησης.
Ενώ το τεχνικό ιστορικό είναι αρκετά καλό, έχουν υπάρξει αρκετές αξιοσημείωτες αποτυχίες αυτών των τύπων συστημάτων όλα αυτά τα χρόνια. Επειδή ο στόχος της σύγχρονης επιχείρησης EEW είναι να τραβήξει άμεσα την προσοχή του κοινού, αυτές οι αποτυχίες δεν περνούν γενικά απαρατήρητες.
Υπάρχουν μερικές συστηματικές αιτίες για αυτά τα σφάλματα. Ας εξετάσουμε μερικές από τις πιο σημαντικές κλάσεις.
Κακά δεδομένα
Το πρώτο είδος σφάλματος συμβαίνει όταν κακά δεδομένα βρίσκουν τον δρόμο τους προς το σύστημα. Επειδή τα σεισμόμετρα είναι τοποθετημένα σε μακριές αποστάσεις στην επιφάνεια της Γης, η πρώτη αίσθηση μιας νέας ρήξης μπορεί να καταγραφεί μόνο από έναν αισθητήρα. Η απαίτηση συνεπών δεδομένων από περισσότερους αισθητήρες, όπως τρεις ή τέσσερις, θα μείωνε δραματικά τα χρονικά περιθώρια του συστήματος εάν αυτοί οι αισθητήρες είναι τοποθετημένοι σε μακριές αποστάσεις.
Τα «κακά δεδομένα» μπορούν να σημαίνουν πολλά πράγματα. Κάθε σύγχρονο όργανο είναι μια ψηφιακή συσκευή που πρέπει να βαθμονομείται κατά την εγκατάσταση και να επαναβαθμονομείται με την πάροδο του χρόνου. Η διατήρηση της άψογης λειτουργίας όλων των οργάνων ανά πάσα στιγμή θα ήταν εξαιρετικά δαπανηρή. Γενικά, οι σεισμολόγοι φιλτράρουν τους σταθμούς που παρουσιάζουν κακή συμπεριφορά χωρίς ιδιαίτερη ανησυχία. Έτσι, υπάρχει κάποιο σύνολο οργάνων που μπορούν να στείλουν κακά ή υπερβολικά σήματα όταν ανιχνεύσουν μια ισχυρή δόνηση, η οποία μπορεί να είναι αρκετή για να ενεργοποιήσει ένα σύστημα EEW. Αυτού του είδους οι βλάβες τείνουν να δημιουργούν φανταστικά ή διογκωμένα συμβάντα μεγέθους.
Τον Αύγουστο του 2009, η JMA εξέδωσε προειδοποίηση για σεισμό μεγέθους 6,6 βαθμών στα ανοιχτά της Ιαπωνίας, αν και η πηγή ήταν μόνο ένα συμβάν μεγέθους 4,1 Ρίχτερ. Η αιτία ήταν προφανώς ένα πρόβλημα λογισμικού σε έναν αισθητήρα ξηράς που είχε ενημερωθεί την προηγούμενη ημέρα, με αποτέλεσμα ο αισθητήρας να αναφέρει κινήσεις πολύ μεγάλου πλάτους που αύξησαν το υποτιθέμενο μέγεθος. Αυτό το συμβάν προηγήθηκε σε μεγάλο βαθμό του σύγχρονου κόσμου των smartphone, επομένως η επίπτωση δεν ήταν ιδιαίτερα δημόσια.
Τον Αύγουστο του 2013, η JMA εξέδωσε προειδοποίηση για έναν εκτιμώμενο σεισμό μεγέθους 7,8 βαθμών, αν και ο σεισμός πηγής ήταν μόνο 2,3 Ρίχτερ. Για άλλη μια φορά, η αιτία αυτής της υπερβολικά μεγάλης αναφοράς ήταν τα θορυβώδη δεδομένα, αυτή τη φορά από τη σύνδεση δεδομένων ενός αισθητήρα ωκεάνιου πυθμένα.
Και τον Δεκέμβριο του 2025, το USGS ShakeAlert εξέδωσε προειδοποίηση για σεισμό μεγέθους 5,9 Ρίχτερ στη δυτική Νεβάδα, αν και στην πραγματικότητα δεν είχε σημειωθεί σεισμός (φανταστικό συμβάν). Ενώ 4 σεισμόμετρα ανέφεραν την ισχυρή δόνηση, συνδέονταν με τέτοιο τρόπο ώστε μια μεμονωμένη δυσλειτουργία στη μετάδοση δεδομένων να εμφανίζεται ως ένα αρκετά ισχυρό σήμα.
Επικαλυπτόμενα συμβάντα
Τα σεισμόμετρα δεν γνωρίζουν από πού προέρχονται τα κύματα που ανιχνεύουν. Όταν δύο μικροί σεισμοί συμβαίνουν ταυτόχρονα αλλά σε μεγάλη απόσταση μεταξύ τους, τα κύματά τους μπορούν να φτάσουν σε έναν κοντινό σταθμό, διατηρώντας παράλληλα σχετικά μεγάλο πλάτος. Ενώ μια τέτοια ένδειξη από έναν μόνο σταθμό θα αγνοούνταν, δύο ταυτόχρονα μοιάζουν πολύ με έναν μεγάλο σεισμό.
Τον Ιανουάριο του 2018, αυτό το ατυχές περιστατικό συνέβη στην Ιαπωνία . Σεισμοί μεγέθους 3,9 και 4,4 Ρίχτερ χτύπησαν σχεδόν ταυτόχρονα, σε απόσταση περίπου 350 χιλιομέτρων. Τα κύματα από τον πρώτο σεισμό εντοπίστηκαν σωστά και υπολογίστηκε ένα μικρό μέγεθος - αλλά όταν έφτασαν τα κύματα από τον δεύτερο σεισμό, και τα δύο συνέβαλαν στη λύση. Αυτό είχε ως αποτέλεσμα μια προειδοποίηση για έναν πολύ ισχυρότερο σεισμό με ένταση έως και JMA 5+, η οποία στάλθηκε σε εκατομμύρια τηλέφωνα, συμπεριλαμβανομένου και αυτού του Πρωθυπουργού Σίνζο Άμπε.
Κατά τη διάρκεια των 10 μηνών που ακολούθησαν τον σεισμό Mw9.1 Tōhoku-Oki, το σύστημα JMA EEW εξέπεμψε 27 ψευδείς συναγερμούς από τις 96 συνολικές προειδοποιήσεις για σεισμούς . Πριν από αυτό το διάστημα, ο μόνος ψευδής συναγερμός που εξέπεμψε η JMA ήταν το σφάλμα λογισμικού του 2009. Η ακολουθία μετασεισμών του 2011 προκάλεσε έναν τεράστιο αριθμό γεγονότων και δύο άλλοι μεγάλοι σεισμοί σημειώθηκαν στην ξηρά τις ημέρες μετά τον κύριο σεισμό του 2011. Εκτός από τον μεγαλύτερο αριθμό σχεδόν συμπτωματικών γεγονότων, οι παραγωγικές ακολουθίες μετασεισμών αυξάνουν το επίπεδο θορύβου όλων των σεισμομέτρων, καθιστώντας πιο δύσκολο τον χαρακτηρισμό οποιασδήποτε άλλης παρατήρησης .
Λανθασμένα εντοπισμένα συμβάντα
Το κύριο πρόβλημα που αντιμετωπίζει το EEW είναι ότι τα δεδομένα που χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία της προειδοποίησης είναι τα ίδια με τα δεδομένα που χρησιμοποιούνται για την κατανόηση του ίδιου του σεισμού. Για παράδειγμα, πώς γνωρίζετε πού και πότε ξεκίνησε ένας σεισμός, εκτός από τις σεισμικές μετρήσεις; Δεν γνωρίζετε. Οι πιο σημαντικές παράμετροι είναι επίσης οι πιο αβέβαιες. Έτσι, μια άλλη κατηγορία σφάλματος προέρχεται από την εσφαλμένη τοποθέτηση του επίκεντρου του σεισμού. Αυτό μπορεί να κάνει έναν μικρό σεισμό να φαίνεται αρκετά μεγάλος και αντίστροφα, επειδή η δόνηση σε ένα σεισμόμετρο εξαρτάται τόσο από το μέγεθος του σεισμού όσο και από την απόσταση του σταθμού από την πηγή.
Ένα παράδειγμα προέρχεται από τον Οκτώβριο του 2024, όταν το νεοσύστατο σύστημα TRUAA του Ισραήλ εξέδωσε την πρώτη του προειδοποίηση για σεισμό , για ένα συμβάν μεγέθους M5.2 στον Λίβανο. Το πραγματικό συμβάν δεν ήταν τεκτονικός σεισμός. Ήταν μια υπόγεια έκρηξη με ισοδύναμο μέγεθος περίπου 3,6 βαθμών, που προκλήθηκε από την πυροδότηση από τις Ισραηλινές Ένοπλες Δυνάμεις εκατοντάδων τόνων εκρηκτικών που ήταν αποθηκευμένα σε μια υπόγεια εγκατάσταση της Χεζμπολάχ. Τα πλησιέστερα σεισμόμετρα βρίσκονταν μόνο χιλιόμετρα μακριά και ανίχνευσαν ισχυρές επιταχύνσεις. Επειδή η έκρηξη ήταν πολύ κοντά στην επιφάνεια της Γης, αντί για τα ~10 χιλιόμετρα κάτω από την επιφάνεια που είναι τυπικά για τους περισσότερους μεγάλους σεισμούς, το συμβάν εντοπίστηκε λανθασμένα οριζόντια κατά περίπου 25 χιλιόμετρα. Αυτό προκάλεσε ένα πολύ διογκωμένο μέγεθος, με αποτέλεσμα την πρώτη προειδοποίηση για συμβάν της TRUAA, έναν ψευδή συναγερμό. Έκτοτε, απ' όσο γνωρίζουμε, η TRUAA έχει ενεργοποιηθεί μόνο μία φορά, για έναν πραγματικό αλλά όχι επικίνδυνο σεισμό μεγέθους 4,2 στην περιοχή της Νεκράς Θάλασσας. Αυτό στην πραγματικότητα πέφτει κάτω από το δηλωμένο κατώτερο όριο M4.5, πιθανώς αντανακλώντας τη δυσκολία προσδιορισμού του μεγέθους ενός σεισμού σε πραγματικό χρόνο.
Ανθρώπινο/λειτουργικό σφάλμα
Παρόλο που τα συστήματα EEW είναι απαραίτητα αυτοματοποιημένα, οι άνθρωποι εξακολουθούν να εισέρχονται στον βρόχο και μπορούν να προκαλέσουν τα δικά τους προβλήματα. Μερικές φορές, αυτά είναι τυχαίες ενεργοποιήσεις του συστήματος συναγερμού. Τις περισσότερες φορές, είναι σκόπιμα σχεδιασμένες ειδοποιήσεις που δημιουργούνται για ασκήσεις σεισμού και αποστέλλονται σε λάθος χρόνο ή από λάθος κανάλι.
Τον Μάιο του 2009, η JMA δημοσίευσε κατά λάθος μια ειδοποίηση για σεισμό στον δημόσιο ιστότοπό της , η οποία έδειχνε ισχυρή δόνηση κατά μήκος των ακτών της νότιας Ιαπωνίας, η οποία προοριζόταν μόνο για εκπαιδευτική άσκηση. Η αιτία διαπιστώθηκε ότι ήταν ένα σφάλμα λογισμικού. Δεν επρόκειτο για ενεργοποίηση του πραγματικού συστήματος ειδοποίησης, αλλά τράβηξε την προσοχή.
Τον Μάιο του 2016, διανεμήθηκε στη Νότια Κορέα ένα έγγραφο που περιέγραφε την εμφάνιση σεισμού μεγέθους 6,5 Ρίχτερ και καλούσε τους κατοίκους του Χοενγκσεόνγκ να εκκενώσουν την περιοχή. Δεν επρόκειτο για προειδοποίηση για σεισμό, αλλά για έκθεση που είχε σχεδιαστεί για να υποστηρίξει μια επερχόμενη άσκηση σεισμού, η οποία στάλθηκε κατά λάθος με φαξ στον Τύπο από έναν υπάλληλο που προφανώς «πάτησε το λάθος κουμπί». Οι ακριβείς λεπτομέρειες δεν μας είναι σαφείς.
Μεταξύ 2023-2025, το Μεξικό υπέστη 3 ψευδή σήματα λόγω ανθρώπινου λάθους. Το 2023, ένα πρόβλημα συντήρησης ενεργοποίησε εκατοντάδες ήχους συναγερμού σεισμού C5 ( Centro de C omando, C ontrol, C ómputo, Communicaciones y C ontacto C iudadano … μετράμε 7 C’s) σε μέρη της Πόλης του Μεξικού. Το 2024, το σήμα συναγερμού ενεργοποιήθηκε κατά λάθος κατά τη διάρκεια προετοιμασιών για μια άσκηση . Και το 2025, ο συναγερμός ενεργοποιήθηκε ξανά κατά τη διάρκεια μιας χειροκίνητης δοκιμής συστήματος .
Τον Οκτώβριο του 2023, μια ειδοποίηση για σεισμό μεγέθους 5,0 Ρίχτερ στο Σαν Φρανσίσκο μεταδόθηκε σε ανθρώπους σε όλη την Καλιφόρνια, το Όρεγκον και την Ουάσινγκτον. Αυτή ήταν μια δοκιμαστική ειδοποίηση που είχε προγραμματιστεί για το ShakeOut, η οποία εισήχθη κατά λάθος σε ώρα UTC αντί για τοπική ώρα. Η UTC είναι το κοινό χρονικό πλαίσιο για τους περισσότερους επιστημονικούς υπολογισμούς, συμπεριλαμβανομένης της σεισμολογίας. Η ειδοποίηση έφτασε 7 ώρες νωρίτερα και πολλοί άνθρωποι ξύπνησαν απότομα στις... 3:19 π.μ.
Η προειδοποίηση για σεισμό M9.9 βαθμών
Τι συνέβη, λοιπόν, στην Ιαπωνία στις 16 Οκτωβρίου;
Μετά την προειδοποίηση, η Ιαπωνική Μετεωρολογική Υπηρεσία εξέδωσε αρκετά δελτία τύπου που μπορούν να μας βοηθήσουν να κατανοήσουμε τα αίτια.
Αρχικά , εξήγησαν τι συνέβη: υπήρξε ένας πραγματικός σεισμός, αλλά ήταν μεγέθους 6,9 Ρίχτερ αντί για 9,9 βαθμών, και η τοποθεσία του ήταν στα ανοιχτά της Καμτσάτκα, προκαλώντας μόνο μικρή δόνηση στην Ιαπωνία (ένταση JMA 1).
Αρκετές ώρες αργότερα, η JMA εξέδωσε ένα δεύτερο δελτίο τύπου. Είχαν εντοπίσει ορισμένα σφάλματα στο σύστημα. Πρώτον, χρησιμοποίησαν έναν τύπο για την εκτίμηση του μεγέθους που δεν έπρεπε να χρησιμοποιηθεί για έναν σεισμό τόσο μακριά - είχε ρυθμιστεί ώστε να ταιριάζει με τα τοπικά δεδομένα. Δεύτερον, ο υπολογισμός χρησιμοποίησε λάθος τοποθεσία για να προσδιορίσει το μέγεθος, τοποθετώντας το πιο μακριά από την Ιαπωνία από ό,τι ήταν στην πραγματικότητα, διογκώνοντας περαιτέρω το μέγεθος. Τρίτον, η πρόγνωση έντασης χρησιμοποίησε στη συνέχεια μια άλλη τοποθεσία, πιο κοντά στην Ιαπωνία, με αποτέλεσμα σεισμούς υψηλότερης έντασης στην ηπειρωτική χώρα.
Ας εξετάσουμε αυτά τα λάθη με περισσότερες λεπτομέρειες, για να δούμε αν μπορούμε πραγματικά να τα κατανοήσουμε.
Δεν γνωρίζουμε τις συγκεκριμένες μεθόδους ή τα δεδομένα που χρησιμοποιούνται στο σύστημα JMA EEW. Επομένως, έχουμε ανακατασκευάσει ένα εύλογο σενάριο που ευθυγραμμίζεται με τις πληροφορίες που έχει δημοσιεύσει η JMA εξηγώντας τα σφάλματά της.
Πιστεύουμε ότι αυτή είναι η εξίσωση που χρησιμοποιεί η JMA για την εκτίμηση του μεγέθους, από τους Kiyomoto et al. (2010). Σε αυτήν την εξίσωση, το μέγεθος (M) μπορεί να εκτιμηθεί αν γνωρίζετε το πλάτος της δόνησης σε έναν δεδομένο σταθμό (A), την απόσταση από τον σεισμό (R) και το βάθος του σεισμού (D).
Το πρώτο πράγμα που πρέπει να παρατηρήσετε είναι ότι αν η εκτίμησή σας για την απόσταση (R) είναι πολύ μεγάλη, τότε και η εκτίμησή σας για το μέγεθος (M) θα είναι επίσης πολύ μεγάλη. Αυτό δεν εξηγεί την αύξηση του μεγέθους από 6,9 σε 9,9, αλλά είναι μέρος του προβλήματος.Το κύριο πρόβλημα είναι ότι αυτή η εξίσωση έχει σχεδιαστεί ειδικά για να λειτουργεί όταν ένας σταθμός βρίσκεται σε απόσταση <600 χιλιομέτρων από έναν σεισμό. Εκτός αυτού του εύρους, αποκλίνει σημαντικά. Στο παρακάτω διάγραμμα, έχουμε υπολογίσει τα πλάτη της δόνησης που καταγράφηκαν σε μια ποικιλία σταθμών για μια ποικιλία σεισμών, προσαρμοσμένα σε έναν ισοδύναμο σεισμό μεγέθους 6,9. Το μοντέλο ταιριάζει αρκετά καλά για δεδομένα σε απόσταση περίπου 700 χιλιομέτρων. Αλλά για μεγαλύτερες αποστάσεις, δεν λειτουργεί καθόλου: το μοντέλο υποθέτει ότι η δόνηση θα έχει εξασθενήσει πολύ περισσότερο από ό,τι πραγματικά. Αυτό δεν θα έπρεπε να αποτελεί πρόβλημα, επειδή το μοντέλο δεν υποτίθεται ότι εφαρμόζεται εκτός του εύρους του. Αλλά φαίνεται ότι σε αυτήν την περίπτωση, το μοντέλο εφαρμόστηκε λανθασμένα.
Σχήμα 4: Απόσταση από το υπόκεντρο έναντι του διορθωμένου πλάτους στο σεισμόγραμμα. Εμφανίζονται 532 καταγραφές από 78 σεισμούς μεγέθους M>=5,8 (Ιανουάριος 2023-Οκτώβριος 2026). Η μέτρηση είναι η μέγιστη μετατόπιση ενός προσομοιωμένου μηχανικού σεισμογράφου 6 δευτερολέπτων, εντός 60 δευτερολέπτων από την άφιξη του κύματος P (Katsumata, 2008; Hayashimoto et al., 2019). Κάθε μέτρηση προσαρμόζεται σε έναν ισοδύναμο σεισμό M6,9 με βάθος >= 100 km. Τα μεγέθη προέρχονται από το JMA. Οι κυματομορφές προέρχονται από τα δίκτυα JP, IU, G και IC μέσω του EarthSCope. Η κόκκινη γραμμή είναι το μοντέλο από τους Kiyomoto et al. (2010). Οι πράσινοι κύκλοι που περιγράφονται με μαύρο χρώμα είναι μετρήσεις για τον σεισμό της 16ης Οκτωβρίου, όλες πέρα από την χρησιμοποιήσιμη απόσταση για αυτό το μοντέλο.
Τι συνέβη, λοιπόν; Υποθέτουμε ότι συνέβη η ακόλουθη ακολουθία:
Σταθμοί στη βόρεια Ιαπωνία ανίχνευσαν δόνηση. Υπολογίστηκε λανθασμένο επίκεντρο από τα πρώτα κύματα που έφτασαν.
Αυτό το λανθασμένο επίκεντρο συνδυάστηκε με μετρήσεις σεισμογράφου για την ένταση της δόνησης, αγνοώντας το προηγουμένως καθορισμένο όριο απόστασης για αυτόν τον υπολογισμό.
Το μοντέλο παρήγαγε ένα πολύ μεγάλο μέγεθος - τουλάχιστον M9.9, πιθανώς και μεγαλύτερο (το σύστημα το περιορίζει σε αυτό το επίπεδο).
Στη συνέχεια, ένα άλλο μέρος του συστήματος EEW έλαβε αυτήν την τιμή M9.9, τοποθέτησε μια πηγή στις Κουρίλες Νήσους στα νότια (πιο κοντά στην Ιαπωνία) και εκτίμησε τις εντάσεις δόνησης που αναμένονταν από έναν σεισμό αυτού του μεγέθους.
Αυτός ο συνδυασμός εξαιρετικά γιγάντιου σεισμού και μικρότερης απόστασης από την πηγή σήμαινε ότι πολλοί άνθρωποι έλαβαν την πιο τρομακτική έγκαιρη προειδοποίηση που είχε υπάρξει ποτέ.
Είναι ενδιαφέρον ότι αυτό το είδος υπερεκτίμησης μεγέθους έχει συμβεί και στο παρελθόν στην Ιαπωνία, κυρίως το 2020. Εκείνη τη χρονιά, ένας σεισμός μεγέθους 5,8 Ρίχτερ αναφέρθηκε ως σεισμός μεγέθους 7,3 Ρίχτερ, επίσης λόγω μιας σημαντικής εσφαλμένης θέσης του επίκεντρου.
Κατά μήκος των ακτών της Ιαπωνίας στέκονται δεκάδες φθαρμένες πέτρινες πινακίδες, γνωστές ως πέτρες τσουνάμι, σιωπηλοί μάρτυρες αιώνων καταστροφής. Πολλά από αυτά τα μνημεία ανεγέρθηκαν μετά από καταστροφικά κύματα που έπληξαν τα παράκτια χωριά, ιδιαίτερα κατά τις περιόδους Έντο και Μεϊτζί, όταν ολόκληρες κοινότητες εξαφανίστηκαν σε στιγμές. Σκαλισμένες με αυστηρές προειδοποιήσεις όπως: «Μην χτίζετε κάτω από αυτό το σημείο», αυτές οι πέτρες δεν ήταν απλώς μνημεία αλλά πρακτικοί οδηγοί, που κωδικοποιούσαν την τοπική γνώση για το πού είχε φτάσει κάποτε η θάλασσα στο πιο βίαιο σημείο της. Σε μια εποχή πριν από τα σύγχρονα συστήματα προειδοποίησης, χρησίμευαν ως μια μορφή επικοινωνίας μεταξύ των γενεών, προτρέποντας τους απογόνους να σεβαστούν το αόρατο όριο μεταξύ ασφάλειας και καταστροφής. Με την πάροδο του χρόνου, ωστόσο, η ταχεία ανάπτυξη και η εξασθένιση της συλλογικής μνήμης οδήγησαν ορισμένες κοινότητες να αγνοήσουν αυτές τις αρχαίες προειδοποιήσεις. Αυτό έγινε τραγικά εμφανές κατά τη διάρκεια του σεισμού και του τσουνάμι στο Τοχόκου το 2011, όταν πολλά σπίτια είχαν χτιστεί κάτω από τις ασφαλείς γραμμές που σηματοδοτούσαν οι πέτρες. Σε μέρη όπου οι προειδοποιήσεις λήφθηκαν υπόψη, οι ζημιές ήταν συχνά λιγότερο σοβαρές. όπου δεν λήφθηκαν υπόψη, οι συνέπειες ήταν καταστροφικές. Σήμερα, οι πέτρες από το τσουνάμι ανακαλύπτονται ξανά όχι μόνο ως ιστορικά αντικείμενα, αλλά και ως ισχυρές υπενθυμίσεις της σημασίας του σεβασμού των φυσικών δυνάμεων και της διατήρησης της σοφίας των παλιών, μαθήματα σκαλισμένα στην πέτρα, που περιμένουν υπομονετικά να ακούσει κάθε νέα γενιά.
Ανακεφαλαίωση
Συνέβη ακριβώς αυτό; Δεδομένου ότι δεν γνωρίζουμε τις λεπτομέρειες του συστήματος, δεν μπορούμε να γνωρίζουμε περισσότερα. Ωστόσο, πιστεύουμε ότι ευθυγραμμίζεται με τις πληροφορίες που έχει δημοσιεύσει η JMA. Φυσικά, καλωσορίζουμε διορθώσεις ή διευκρινίσεις.
Τι σημαίνει αυτό για την Έγκαιρη Προειδοποίηση Σεισμού; Λοιπόν, είναι σαφές ότι τα προβλήματα δεν έχουν ακόμη διευθετηθεί.
Αυτού του είδους τα τεχνικά προβλήματα είναι σημαντικό να εντοπιστούν και να διορθωθούν. Οι ψευδείς συναγερμοί μπορούν να προκαλέσουν άγχος ή ακόμα και τραυματισμό κατά την εκκένωση (αν και δεν έχουμε διαβάσει καμία αναφορά για αυτό για το συμβάν του 2026). Μπορούν επίσης να επηρεάσουν αρνητικά την αντίληψη του κοινού σχετικά με αυτά τα συστήματα και την προθυμία των ανθρώπων να αναλάβουν πραγματική δράση όταν έρχεται μια ειδοποίηση.
Τούτου λεχθέντος, η δοκιμή συστημάτων EEW είναι δύσκολη επειδή η Γη μπορεί πάντα να παράγει περισσότερες ακραίες περιπτώσεις. Ένα σύστημα που αποτυγχάνει περιστασιακά, αλλά εξηγείται ανοιχτά και βελτιώνεται με την πάροδο του χρόνου, είναι πολύ, πολύ καλύτερο από ένα κλειστό σύστημα ή καθόλου σύστημα.
Γεωδίφης με πληροφορίες από τους σεισμολόγους Judith A Hubbard and Kyle Bradley
https://earthquakeinsights.substack.com/p/false-m99-earthquake-warning-in-japan?utm_source=post-email-title&publication_id=1580102&post_id=220984374&utm_campaign=email-post-title&isFreemail=true&r=2t5cki&triedRedirect=true&utm_medium=email
