นักท่องเที่ยวที่ไปเยือน Whakaari/White Island เมื่อวันที่ 9 ธันวาคมปีที่แล้ว ไม่ได้รับคำเตือนถึงการปะทุรุนแรงที่ใกล้เข้ามา การระเบิดของไอน้ำและก๊าซที่เป็นกรดทำให้มีผู้เสียชีวิต 21 ราย และผู้รอดชีวิตส่วนใหญ่ได้รับบาดเจ็บสาหัสและถูกไฟไหม้อย่างรุนแรง โศกนาฏกรรมดังกล่าวกระตุ้นให้เราพัฒนาระบบเตือนภัยล่วงหน้า การวิจัยของเราแสดงรูปแบบการเกิดแผ่นดินไหวก่อนการปะทุที่สามารถแจ้งเตือนล่วงหน้าได้ หากระบบของเราติดตั้งอยู่ ระบบจะแจ้งเตือนล่วงหน้า 16 ชั่วโมงก่อนที่ภูเขาไฟจะระเบิด
นอกจากนี้ เรายังได้รับแรงบันดาลใจจากข้อเท็จจริงที่ว่าภูเขาไฟ
ในนิวซีแลนด์อีกหลายลูกมีภัยคุกคามที่คล้ายกัน การระเบิดและคลื่นที่พื้นที่ความร้อนใต้พิภพ Waimangu ซึ่งเป็นจุดหมายปลายทางยอดนิยมของนักท่องเที่ยว ทำให้มีผู้เสียชีวิต 3 คนในปี 2446 การปะทุที่เกาะ Raoul ในปี 2549 ทำให้มีผู้เสียชีวิต 1 คนขีปนาวุธที่ภูเขา Ruapehu ในปี 2550 ทำให้มี ผู้ได้รับ บาดเจ็บสาหัสและนักท่องเที่ยวรอดจากการปะทุสองครั้งในวันที่ผู้คนนิยมเดินใน อุทยานแห่งชาติตองการิโรในปี 2555
ระบบเตือนภัยอัตโนมัติของเราให้ข้อมูลอันตรายตามเวลาจริงและระดับความปลอดภัยที่มากขึ้นเพื่อปกป้องนักท่องเที่ยวและช่วยผู้ปฏิบัติงานตัดสินใจว่าเมื่อใดควรไปเยี่ยมชมภูเขาไฟอย่างปลอดภัย
นิวซีแลนด์มีเครือข่ายเครื่องมือตรวจสอบที่วัดแม้กระทั่งการเคลื่อนที่ของโลกที่เล็กที่สุดอย่างต่อเนื่อง เครือข่าย GeoNetนี้ส่งข้อมูลความเร็วสูงจากภูเขาไฟ รวมถึงWhakaariแต่ปัจจุบันไม่ได้ใช้เป็นระบบเตือนภัยแบบเรียลไทม์สำหรับการปะทุของภูเขาไฟ
แม้ว่าระบบ Volcano Alert Level ( VAL ) ในปัจจุบันจะสอดคล้องกับแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดในระดับสากล แต่ ระบบ Volcano Alert Level (VAL) ในปัจจุบัน ก็อัปเดตช้าเกินไป เนื่องจากต้องอาศัยการตัดสินและความเห็นพ้องต้องกันของผู้เชี่ยวชาญเป็นหลัก และไม่ได้ประเมินความน่าจะเป็นของการปะทุในอนาคต แต่จะให้มุมมองย้อนหลังเกี่ยวกับสถานะของภูเขาไฟ การปะทุที่ผ่านมาทั้งหมดที่ Whakaari การศึกษาของเราใช้อัลกอริทึมการเรียนรู้ของเครื่องและข้อมูลการตรวจสอบอย่างต่อเนื่องในทศวรรษที่ผ่านมา ในช่วงเวลานี้มีบันทึกการปะทุ 5 ครั้งที่วาคาอารี ซึ่งหลายครั้งคล้ายกับเหตุการณ์ในปี 2019 ตั้งแต่ปี 1826 มีการปะทุมากกว่า 30 ครั้งที่วาคาอารี ไม่ใช่ทั้งหมดที่มีความรุนแรงเท่าปี 2019 แต่เนื่องจากมีน้ำร้อนและไอน้ำขังอยู่ในพื้นที่ความร้อนใต้พิภพเหนือ
ชั้นหินหนืดตื้น เราจึงคาดได้ว่าจะมีการระเบิดทำลายล้างทุกๆ 1-3 ปี
อนุสรณ์สถานใน Whakatane หลังการปะทุของ White Island ในปี 2019 Jorge Silva/Reuters
การปะทุของปีที่แล้วเกิดขึ้นก่อนการเตือนภัยแผ่นดินไหว 17 ชั่วโมง สิ่งนี้เริ่มต้นด้วยการปะทุของแผ่นดินไหวที่รุนแรงเป็นเวลาสี่ชั่วโมง ซึ่งเราคิดว่าเป็นของเหลวแมกมาติกที่ผุดขึ้นมาเพื่อเพิ่มแรงดันให้กับก๊าซและน้ำที่ติดอยู่ในหินด้านบน
สิ่งนี้นำไปสู่การระเบิดในที่สุด เหมือนกับฝาหม้ออัดแรงดันแตกออก สัญญาณที่คล้ายกันนี้ถูกบันทึกไว้ 30 ชั่วโมงก่อนการปะทุในเดือนสิงหาคม 2556 และมีอยู่ (แม้ว่าจะไม่ชัดเจนนัก) ในการปะทุอีกสองครั้งในปี 2555
สร้างระบบเตือนภัยล่วงหน้า
เราใช้อัลกอริธึมการเรียนรู้ของเครื่องที่ซับซ้อนเพื่อวิเคราะห์ข้อมูลแผ่นดินไหวสำหรับรูปแบบที่ยังไม่ถูกค้นพบในการนำไปสู่การปะทุ การปะทุของพลังงานเป็นเวลาสี่ชั่วโมงพิสูจน์ให้เห็นถึงสัญญาณที่มักจะประกาศการปะทุที่ใกล้เข้ามา
จากนั้นเราใช้รูปแบบก่อนการปะทุเหล่านี้เพื่อสอนแบบจำลองคอมพิวเตอร์เพื่อแจ้งเตือนและทดสอบว่าสามารถคาดการณ์การปะทุอื่น ๆ ที่ไม่เคยเรียนรู้มาก่อนได้หรือไม่ โมเดลนี้จะยังคง “เรียนรู้จากประสบการณ์” เหตุการณ์ต่อเนื่องแต่ละเหตุการณ์ที่เราใช้ในการสอนจะปรับปรุงความสามารถในการคาดการณ์อนาคต
เรายังศึกษาวิธีที่ดีที่สุดในการเพิ่มประสิทธิภาพเมื่อมีการแจ้งเตือนเพื่อสร้างระบบเตือนภัยที่มีประสิทธิภาพสูงสุด ข้อเสียเปรียบหลักคือระหว่างระบบที่มีความไวสูงและเพิ่มการแจ้งเตือนจำนวนมาก เทียบกับระบบที่กำหนดมาตรฐานไว้ค่อนข้างสูง แต่ก็พลาดการปะทุในบางครั้ง
เราตัดสินบนเกณฑ์ที่สร้างการแจ้งเตือนทุกครั้งที่มีโอกาสเกิดการปะทุเกิน 8.5% ซึ่งหมายความว่าเมื่อมีการแจ้งเตือนขึ้น ซึ่งแต่ละครั้งจะกินเวลาประมาณห้าวัน มีโอกาสประมาณ 1 ใน 12 ของการปะทุที่จะเกิดขึ้น
ระบบนี้จะแจ้งเตือนการปะทุครั้งใหญ่สี่ครั้งจากห้าครั้งล่าสุดที่วาคาอารี จะมีการเตือน 16 ชั่วโมงสำหรับการปะทุในปี 2562 แต่การประเมินเหล่านี้ทำขึ้นเพื่อประโยชน์ของการเข้าใจถึงปัญหาหลังระบบ: ระบบการคาดการณ์สามารถพิสูจน์ได้ว่าคุ้มค่ากับข้อมูลในอนาคตเท่านั้น
เราคิดว่ามีโอกาสที่จะตรวจพบการปะทุเช่นเหตุการณ์ในปี 2019 หรือใหญ่กว่านั้น ข้อเสียคือหากมีการแจ้งเตือน การแจ้งเตือนจะทำให้เกาะนี้ห้ามนักท่องเที่ยวเข้าประมาณหนึ่งเดือนในแต่ละปี
เพิ่มเติม: ขอข้อมูลความเสี่ยงที่ชัดเจนยิ่งขึ้นสำหรับนักท่องเที่ยวหลังจากโศกนาฏกรรม Whakaari/White Island
จากที่นี่ไปที่ไหน
เราใช้งานระบบนี้มาเป็นเวลาห้าเดือนแล้ว ทุกวันตลอด 24 ชั่วโมง และกำลังทำงานร่วมกับ GNS Science เพื่อหาวิธีที่ดีที่สุดในการรวมระบบนี้เพื่อเสริมความแข็งแกร่งให้กับโปรโตคอลที่มีอยู่ และให้คำเตือนที่ทันท่วงทีมากขึ้นที่ภูเขาไฟในนิวซีแลนด์
