新的火山爆发预警系统发布，科学家称或能预防悲剧发生

By 新西兰中文先驱网 2020年7月20日 10:01

北岛火山喷发

科学家们研发了一种新的火山爆发预警系统。

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图片来源：NZ Herald

新西兰中文先驱网 Sophie 编译 科学家们研发了一种新的火山爆发预警系统，他们说该系统可以对去年12月在怀特岛（Whakaari/White Island）发生的致命灾难提前16小时发出预警。

新西兰监测火山的官方机构——新西兰地理科学研究院（GNS Science）说，奥克兰大学研发的技术可能是对其预警系统的“潜在有用的补充”，但提醒说它仍有局限性。

新西兰目前还没有先进的火山爆发实时预警系统。

现有的火山警戒级别系统（VAL）每隔几周或几个月更新一次，依靠人类的判断和科学家之间的共识来发现可能即将出现的火山喷发。

去年怀特岛火山致命喷发的三周前，VAL被提升到2级，即“加剧的动荡”，然后又上升到3级，但那是在火山喷发之后。

来自奥克兰大学的开发人员和工程师David Dempsey博士说：“火山喷发17个小时前发生了强烈的地震能量爆发，这是一个明确的迹象，表明新鲜的岩浆正在上升，并将岩石中的水压缩。”

“由此产生的爆炸就像高压锅炸开盖子一样，早期的地震波是怀特岛火山即将爆发的最常见迹象。我们开发的预报系统几乎可以立即探测到这种警告信号。”

当时岛上有47人，其中21人死亡，2人失踪并被宣告死亡，26人受伤，其中许多人伤势严重。

在商业、创新和就业部（MBIE）的资助下，由工程学院的Dempsey和Andreas Kempa-Liehr博士以及科学学院的Shane Cronin教授开发的新系统，使用复杂的机器学习算法，能根据输入的数据进行“自我学习”。它从这些数据的模式中学习，所以当一个特定的模式与之前的火山爆发相匹配时，它几乎能够立即发出信号。

利用过去10年在怀特岛火山的数据，新系统预测了过去5次喷发中的4次，只有一次没有预测到——2016年的数据模式与其他4次大不相同。

Kempa-Liehr说：“机器学习是从经验中学习，因此可以持续快速地提高准确率。”

预测器的模型已经连续运行了五个月，开发团队正在与GNS合作，加入到之前的系统中。

整个项目的挑战之一是细化触发警报的阈值。目前，新系统采用了火山爆发概率为8.5%的阈值，简单地说，这意味着当火山爆发的可能性为1 / 12时，系统就会发出警报。每次警报持续约五天。

研究人员说，如果采用新系统，这将意味着一种权衡，因为该岛每年可能有一个月的禁入期。

Cronin说：“这个系统探测到的火山爆发类型最有可能是致命的。怀特岛上的伤亡是个可怕的悲剧，我们希望这样的一个自动预报系统可以避免人员伤亡，但这对政策制定者、土地所有者、毛利部落和旅游业者来说，是否采用它是一个问题，一旦发出警告，就必须禁入。”

下一步的发展将是向新系统输入新西兰其他火山的喷发历史，包括汤加里罗和鲁阿佩胡火山，这两座火山每年都吸引数万名游客。

GNS的火山学小组负责人Nico Fournier对这项新研究表示欢迎，该研究结果今天（7月20日）发表在《自然通讯》杂志上。

“但是，任何正在开发的技术都包含着高度的不确定性。”他说。“火山爆发的可能性增加并不意味着它一定会发生。我们已经将这项技术添加到了日常查看的多个数据集和分析中。”

Fournier说，不确定性仍然是进行有用的和可操作的预测的最大挑战之一。

他说：“例如，一个事件发生的概率是1 / 12，而不发生的概率是11 / 12。”

国际和新西兰科学界正在努力弄清楚是什么导致了小型、突然但可能致命的火山爆发，以及可以探测到哪些前兆迹象。