ИИ может предсказать, когда и где возникнут «волны-убийцы»

Гигантские волны могут появиться из ниоткуда, угрожая кораблям и нефтяным вышкам. Теперь система искусственного интеллекта, обученная на большом объеме данных, сможет предсказать, когда возникнут эти волны-убийцы, открывая новое понимание того, как они формируются.

Волны-убийцы не обязательно должны быть самыми большими волнами в океане – по определению они просто должны быть как минимум в два раза выше окружающих волн.

Они образуются в результате взаимодействия между такими вещами, как течения и ветры, что отделяет их от более крупных и разрушительных волн, таких как цунами, вызванных сейсмической активностью.

Однако это не значит, что волны-убийцы сами по себе не могут быть опасными. Они потенциально могут повредить корабли и нефтяные вышки, и, что еще хуже, они появляются случайно.

Ученые ранее исследовали способы предсказать их с предупреждением за несколько минут, но новая комплексная система могла бы обеспечить более широкое предупреждение.

Исследователи из Копенгагенского университета начали с загрузки огромного количества волновых данных в систему искусственного интеллекта. Эти данные были собраны морскими буями в 158 точках по всему миру, работающими 24 часа в сутки, и представляют собой данные в сумме за более чем 700 лет и более миллиарда волн.

В отличие от цунами, которые в значительной степени вызваны сейсмической активностью, волны-убийцы формируются из-за сильных течений, ветров и/или штормов, которые могут привести к тому, что отдельные волны сливаются в гигантскую стену воды. Первый из когда-либо зарегистрированных случаев произошел у побережья Норвегии в 1995 году (волна Дропнера). Тогда волна достигла высоты в 25,6 метра среди окружающих волн высотой около 12 метров.

«Наш анализ показывает, что аномальные волны возникают постоянно», — сказал Йоханнес Геммрих, автор исследования. «На самом деле мы зарегистрировали в нашем наборе данных 100 000 волн, которые можно определить как волны-убийцы. Это эквивалентно примерно одной гигантской волне, возникающей каждый день в любом случайном месте океана».

В результате анализа команда обнаружила, что наиболее распространенная причина возникновения волн-убийц – это не то, что думали ученые.

Появление огромных волн происходит посредством явления, известного как линейная суперпозиция, когда две волновые системы пересекаются и на короткое время усиливают друг друга.

«Если две волновые системы встречаются в море таким образом, что увеличивается вероятность возникновения высоких гребней, за которыми следуют глубокие впадины, возникает риск чрезвычайно больших волн», — сказал Дион Хефнер, первый автор исследования.

Ученые утверждают, что их новый алгоритм может быть применен к поступающим данным от морских буев, чтобы поднять тревогу, когда в каком-либо регионе океана возникнет точная комбинация факторов риска возникновения волн-убийц.

Судоходные компании могли бы затем использовать эту информацию для планирования альтернативных маршрутов, если это необходимо.

Исследование было опубликовано в журнале PNAS.