Matematika untuk merespons tsunami

Setiap saat, simpul-simpul jaringan seismik internasional mengumpulkan data pergerakan di dasar laut, sementara ribuan pelampung yang terletak secara strategis mendeteksi penyimpangan di permukaan. Informasi ini dikirim terus menerus ke pusat-pusat peringatan, di mana peristiwa seismik yang melebihi intensitas tertentu diidentifikasi dan terjadi di daerah kritis. Ketika ini terjadi, peringatan dibuat, dan protokol diluncurkan. Mengingat risiko tsunami, yang penting adalah bertindak cepat. Matematika adalah kunci untuk memprediksi besarnya bencana dan sejauh mungkin mengurangi kerusakan.

Setelah lima menit tersedia data yang cukup (setidaknya lokasi dan intensitas gempa) untuk membuat simulasi numerik pertama. Model matematika memprediksi secara real time propagasi kereta gelombang dan dampaknya terhadap pantai. Model yang dipilih di masing-masing pusat akan bergantung pada jenis informasi yang ingin mereka peroleh, mencari keseimbangan terbaik antara deskriptif di satu sisi dan dikelola di sisi lain. Semakin presisi yang Anda cari, semakin banyak deskripsi fisik yang harus dimasukkan ke dalam model.

Dalam tsunami ada beberapa fenomena fisik yang diatur oleh persamaan diferensial parsial yang berbeda. Gagasan umum tentang ketinggian ombak atau waktu kedatangan mereka ke pantai dapat disimpulkan dari persamaan perambatan gelombang. Mereka adalah persamaan linear (variabel tidak memiliki eksponen atau operator rumit ), mudah dirumuskan dan diselesaikan. Namun, untuk mendapatkan lebih banyak informasi yang disempurnakan, perlu dipertimbangkan persamaan non-linear. Yang paling dasar adalah persamaan air dangkal. Mereka diusulkan pada akhir abad ke-19 oleh ahli matematika dan insinyur Perancis Adhemar Jean Claude Barre de Saint-Venant, yang memperolehnya dari persamaan Navier Stokes (yang menggambarkan pergerakan fluida dan yang resolusinya merupakan salah satu masalah dari milenium), menyederhanakan kompleksitas.

Sistem air dangkal agak lebih sederhana, meskipun juga memiliki kesulitan analitis. Dalam kasus apa pun, untuk mendapatkan prediksi, perlu melakukan perkiraan numerik. Sangat penting bahwa mereka adalah perkiraan yang baik tetapi juga dapat dihitung (menggunakan teknik komputasi kinerja tinggi) dalam waktu singkat. Jika Anda tidak memiliki hasil sebelum gelombang datang, modelnya tidak akan berguna. Grup EDANYA , di Universitas Malaga, telah berhasil melakukan simulasi nyata dari delapan jam penyebaran tsunami di Mediterania dalam 30 detik. Untuk saat ini, milik Anda adalah solusi terbaik untuk pemodelan tsunami.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *