Jordskredmodellering efter Kaikoura Quake leverer data til førstehjælpere

Få timer efter Kaikoura-jordskælvet i 2016 ramte New Zealand, forskere var i stand til at dele information med førstehjælpere om, hvor betydelige jordskred kunne være sket for at blokere veje og floder, ifølge en ny rapport i Bulletin fra Seismological Society of America .

Modelleringsmetoden, der blev brugt til at forudsige jordskælvsrelaterede jordskred, var midt i at blive testet i New Zealand, da Kaikoura-skælvet bød på en uovertruffen mulighed for at teste dets evner, sagde Tom Robinson fra Durham University i Storbritannien.

Robinson og hans kolleger var i stand til at modellere jordskredplaceringer og runouts (den maksimale afstand, som jordskred rejser) inden for 24 timer efter begivenheden og producerede et sekund, raffineret model 72 timer efter arrangementet. Modelleringen forudsagde, at jordskred ville være udbredt og kunne påvirke større veje og adskillige floder. Mens tilgangen klarede sig godt til at forudsige vejblokeringer, det overspåede forekomsten af ​​jordskred generelt, hvilket begrænser modellens anvendelse til at bestemme den nøjagtige placering af alle jordskred.

Imidlertid, denne næsten-realtidsanalyse gjorde det muligt for medlemmer af New Zealands civilforsvar og andre indsatspersoner at planlægge rekognosceringsflyvninger over de berørte områder for at afgøre, hvor jordskredene kunne forårsage yderligere skade.

"For mig, det er det virkelig spændende ved denne forskning, at vi faktisk er i stand til at oversætte fareviden til 'her er hvor påvirkningerne kunne være' og 'her er hvor tab kan være som følge af det, " sagde Robinson.

"Jordskred plejede at blive glemt meget i jordskælv, men det ændrer sig nu, " han sagde, efter at nyere undersøgelser har bekræftet, at betydelige skader på infrastruktur såsom veje ofte skyldes efterfølgende jordskred, og ikke den jordrystning, der opstår under et jordskælv.

I bjergrige områder som i Nepal eller Kina, op til 25 % eller mere af jordskælvets dødsfald kan komme fra jordskred, Robinson bemærkede.

En jordskredsopgørelse afsluttet efter Kaikoura-begivenheden på 7,8 talte mere end 10, 000 jordskred, blokering af veje, floder og jernbaner, og skadelige landbrugsområder, ifølge en anden BSSA-undersøgelse ledet af Chris Massey fra GNS Science i New Zealand.

Robinson sagde, at Kaikoura-jordskælvet gjorde forholdsvis lille skade på bygninger i New Zealand, et land med stærke jordskælvs byggekoder, "alligevel jordskredene på vejene, især State Highway 1, som var hovedvejen, der blev ramt, har været katastrofale."

Da han besøgte regionen i november 2017, et år efter jordskælvet, kun et spor på State Highway 1 var blevet åbnet, og vejen forblev lukket natten over og under kraftig regn, herunder en cyklon, der skyllede nyt affald ind i kørebanen. Estimatet for at genoprette motorvejen til fuld kapacitet er tæt på NZ$1 mia. sagde Robinson.

Jordskred er "ekstremt komplicerede at forudsige" og studeres oftest i efterhånden, bemærkede han. For at afhjælpe dette, han og hans kolleger har udviklet modelleringsmetoder, der trækker fra nyere globale data indsamlet om jordskredfarer, "for at se, om vi kan lære noget af flere begivenheder og bruge det til at forudsige, hvor jordskred kan ske i fremtidige begivenheder andre steder."

Forskerne kombinerede disse data i deres model med information om vinkler for jordskred, en måling, der hjælper med at bestemme den maksimale udløb. Deres model er en af ​​de første, der forsøger at forudsige, hvor jordskred kan blokere veje og opdæmme floder efter et jordskælv i næsten realtid.

Oplysninger om begge disse påvirkninger, men især jordskreddæmninger, er vigtigt for førstehjælpere, "Jordskred dæmninger sker ofte i fjerntliggende, vanskeligt terræn, og bliver ofte kun set tilfældigt, " sagde Robinson. "Disse dæmninger kan vælte og forårsage oversvømmelser meget hurtigt, og kan være meget farligt for nedstrømssamfund."

New Zealand-modellen blev designet til at forudsige sandsynligheden for jordskred i celler på 25 x 25 meter på tværs af det berørte område. For at verificere modellen, en opgørelse over jordskredpunkter indsamlet efter jordskælvet blev brugt. Modellens overforudsigelsestendens kan være en artefakt af, hvordan disse jordskred er repræsenteret af punkter, Robinson sagde, da et stort jordskred i virkeligheden kan omfatte hundreder eller tusinder af celler.

Løsning af overforudsigelsesproblemet kan også kræve at vide mere om de faktorer, der driver jordskred, han sagde. "Der er også så mange forskellige faktorer, der bidrager til jordskred, og selvom vi relativt godt ved, hvad disse faktorer er, det ser stadig ud til at være noget tilfældigt, om en skråning vil fejle eller ej.

"For eksempel, vi ved, at rystelser og skråningsvinkler driver størstedelen af ​​jordskred, men i den del af New Zealand, du har høje hældningsvinkler overalt, og overalt blev rystet kraftigt, men ikke hver skråning faldt ned, så der er andre forviklinger på arbejde der, " han tilføjede.

Modellering efter jordskælvet i Kaikoura skulle udføres manuelt, men automatisering af programmet kan reducere den tid, det tager at lave jordskredsforudsigelser efter et jordskælv betydeligt, sagde Robinson.

Han og hans kolleger siger, at flere globale data i høj opløsning om jordskred, inklusive 3D satellitbilleder, kunne hjælpe med at forfine jordskredmodellen og tillade den at blive brugt over hele verden. Men at lagre og manipulere disse data ville kræve mere computerkapacitet, Robinson bemærkede. "I øjeblikket foregår dette bare på et simpelt skrivebord, som nogen måske har derhjemme."

"I de umiddelbare timer efter et jordskælv, det er ikke muligt for os at få satellitbilleder til at kortlægge hvert enkelt jordskred, " sagde han. "Det er her, vi tror, ​​at modellering potentielt kan udfylde et hul, i dagene efter et jordskælv, hvor indsatspersonale har brug for information."