SISTEMUL DE PROGNOZA PENTRU TSUNAMI

INFP foloseste parametrii surselor seismice, ca un prin indicator al generarii de valuri tsunami, acestia fiind folositi pentru luarea deciziei de avertizare la tsunami. Avertizarile se bazeaza pe parametrii seismici genererati de catre Sistemul de avertizare timpurile la cutremur si de catre programul Antelope. Veridicitatea avertizarii este imbunatatita prin intermediul datelor de nivel de apa achizitionate in apropiere de maregrafele din zona de coasta, care sunt folosite pentru a confirma generarea de valuri tsunami. Sistemul operational la centrul INFP foloseste sistemul implementat de Joint Research Centre (JRC) denumit Sistem de modelare si evaluare pentru tsunami (Tsunami Assessment Modeling System - TAMS), reprezentand un instrument de evaluare pentru tsunami bazat pe simulari de generare si propagare a valurilor de tip tsunami. Sistemul este dezvoltat si implementat de catre JRC, apartinand de Comisia Europeana (JRC, http://www.gdacs.org/). In momentul de fata sistemul este operational si proceseaza in tamp real toate evenimentele de pe Glob, calculand inaltimea maxima asteptata a valurilor tsunami si identificand locatiile unde sunt asteptate valuri d einaltimi mari. Sistemul este dezvoltata ca parte a Sistemului Global de alertare si coordonare la dezastre (Global Disaster Alert and Coordination System - GDACS, http://www.gdacs.org/). Sistemul de calcul pentru tsunami foloseste modele si algoritmi pentru a prezice cu o acuratete mare timpii de sosire ai valurilor tsunami, inaltimea valurilor si inundabilitatea in zina costiera, avand informatii despre cutremur si folosind date de nivel ale fundului marii cat si in zonele de coasta. Acesta contine un instrument de modelare off-line pentru pre-calculul si stocarea intr-o baza de date a rezultatelor unor simulari de tsunami pentru cutremure cu potential de generare, variindu-se magnitudinea si locatia intr-o zona pRosuefinita. Baza de date cu scenariile de tsunami asigura o solutie instant (emisa in cateva secunde de la generarea evenimentului), in cazurile in care parametrii sursa ai cutremurului, dati de catre institutiile externe prin intermediu buletinelor si sistemelor de notificare, sunt asemanatori cu cei ai unei simulari precalculate. In acest caz, timpii de parcurs, hartile cu inaltimea valurilor si inundabilitatea, animatii si diferite pagini web, sunt imediat disponibile pentru centrul de avertizare si pot fi Rosuefinite in timp.

Pentru cutremurele ai caror parametrii nu se afla in baza de date, se calculeaza automat simulari in timp real. Sistemul online de calcul poate estima automat timpii de sosire si inaltimea valurilor tsunami folosind doar anumiti parametrii ai cutremurelor (hipocentrul si magnitudinea), fara interventia operatorului. Primele rezultate, disponibile intr-un intervat de 10-20 de secunde de la publicarea evenimentului si inceputul unui nou calcul, le reprezinta timpul de parcurs de la epicentru pana la zona de coasta. Deplasarea initiala a volumului de apa este derivata automat prin estimarea lungimii, latimii si directiei faliei, folosindu-se faliile deja cunoscute, deoarece acestea sunt singurele si primele informatii disponibile in urmatoarele cateva minute de la producerea evenimentului.

Interfata acestui sistem este reprezentata de programul Tsunami Analysis Tool (TAT). Acest program primeste informatii despre evenimentele seismice actuale de la diverse Institutii de monitorizare seismica cat si masuratori ale nivelului apei, de la aparatura specifica. Programul afiseaza si interpreteaza datele, pentru a le compara cu cele calculate. Daca sunt disponibile suficiente date de nivel de apa, se pot determina conditiile initiale de generarea a valurilor tsunami compatibile cu situatia data, si acestea pot fi folosite pentru generarea unei simulari.

Programul TAT asigura o analiza a evenimentelor tsunami in timp real, atunci cand acestea se petrec, pentru sprijini persoanele cu putere de decizie dintr-un centru de alertare in vederea luarii uneii decizii referitoare la capacitatea evenimentului de a genera sau nu valuri tsunami, iar in cazul in care aceste se produc, sa evalueze correct consecintele acestora. Programul permite accesarea tuturor scenariilor de tsunami disponibile si face posibila o comparatie intre calculele generate de simulari si masuratorile de la statiile de nivel de apa, adaugand si informatii luate din diverse surse (site-uri) de profil ale unor institutii din domeniu (Figura 1).

Figura 1. Reteaua si scenariile pre-calculate din zonele cutremurelor istorice tsunamogene din Europa, disponibile in programul TAT.

INFP a dezvoltat o retea in zona de coasta pentru detectarea seismicitatii in zona marina a Marii Negre, in diverse locatii precum Constanta (TSCT), Mangalia (TSMN) si Sulina (TSSL). Fiecare statie inregistreaza date seismice, de GNSS, masuratori de nivel de apa, rata de precipitatii, viteza vantului, temperature aeruluim presiunea aerului umiditatea relative, temperature apei. De asemenea, INFP primeste date de la 5 balize instalate in larga, in cadrul proiectului MarineGeoHazards (http://www.geohazard-blacksea.eu/) (Figura 2).

Figura 2. Schimbul de date cu tarile ce inconjoara Marea Neagra, ce implica achizitia in timp real a 17 statii din Bulgaria, Turcia si Georgia.

Sistemul de balize (System of Tsunami Buoys - STB) instalat in cadrul proiectului mai sus mentionat poate inregistra date legate de viteza vantului, directia vantului, temperatura aerului, presiunea aerului, umiditatea relativa, concentratia de Oxigen, temperature apei, conductivitatea apei, turbiditatea, presiunea in apa, nivelul de clorofila, saturatia in aer, amplitudinea curentilor, directia curentilor, latitudine si longitudine. Datele inregistrate sunt trimise prin intermediul interfatei GEM (Figura 3), acesta fiind un sistem de achizitie dezvoltat in timpul proiectului MarineGeoHazards care permite stocarea si alertarea la centrul INFP (Figura 4).

Figura 3. Programul GEM instalat in cadrul proiectului MarineGeohazard

Figura 4a. Schema in timp real pentru datele de la INFP

Figure 4b. Schema in timp real pentru datele de la INFP

Marea Neagra este expusa la riscul de tsunami, asa cum este aratat in numeroase studii. Partea de V e Marii Negre, este in principal afectata de cutremurele produse in zona Shabla. Cel mai puternic eveniment generat in aceasta zona este cutremurul din 31.03.1901 (Mw 7.2) care produs valuri tsunami cu inaltimi de pana la 5 m.

Pentru partea de V a Marii Negre exista 2 situatii posibile:

• utremure generate in apropierea tarmului de V al Marii Negre (<= 200 km distanta epicentrala). INFP foloseste Sistemul existent de alertare timpurie la cutremur (Earthquake Early Warning System - EEWS) si sistemul de achizitie si procesare in timp real Antelope pentru a estima rapid parametrii sursei.
• Cutremure cu potential de generare a valurilor tsunami localizate la distanta epicentrala > 200 km fata de zona costiera. INFP foloseste in acest caz doar sistemul de achizitie si procesare in timp real Antelope pentru a estima rapid parametrii sursei. Matricea de decizie folosita pentru ambele cazuri este prezentata in Figura 5. The decision matrix used in both above situations is shown in Figure 5.

Adancime	Locatie	Mw	Distanta pana la epicentru	Tipul mesajului	Nivel de alerta	Tehnologie folosita
(<100km)	In larg sau pe uscat (=40Km pe uscat)	<5.0	Oriunde	Informare	Verde	Antelope
		5.0 - 6.0	Oriunde	Buletin de Informare	Galben	Antelope
		6.0-6.5	<=200 km	Avertizare Tsunami	Portocaliu	EEWS (PRESTo)+Antelope
			>200 km	Buletin de Informare	Galben	Antelope
		6.5-7.0	<=200 km	Supraveghere Tsunami	Rosu	EEWS (PRESTo)+Antelope
			>200 km	Avertizare Tsunami	Portocaliu	Antelope
		>=7.0	Oriunde	Supraveghere Tsunami	Rosu	Antelope
	Pe uscat (>40Km and <100Km pe uscat)	<5.0	Oriunde	Informare	Green	Antelope
		5.0-6.0	Oriunde	Informare bulletin	Galben	Antelope
		6.0-6.5	<=200 km	Informare bulletin	Galben	EEWS (PRESTo)+Antelope
			>200 km	Informare bulletin	Galben	EEWS (PRESTo)+Antelope
		6.5-7.0	<=200 km	Supraveghere Tsunami	Rosu	Antelope
			>200 km	Tsunami Advisory	Portocaliu
		>=7.0	Oriunde	Supraveghere Tsunami	Rosu	Antelope
(>100km)	In larg sau pe uscat (=100Km)	>=5.0	Oriunde	Informare bulletin	Galben	Antelope

Figura 5. Matricea de decizie derivata din programul Tsunami Analysis Tool (TAT), folosita la centrul INFP.