Уловимые частицы

Облака пепла блокируют транспортную доступность, влияют на здоровье людей и природную экосистему. Мы разработали сервис, который помогает отслеживать распространение пепла и быстрее устранять последствия выбросов по всему миру. Технология уже работает с вулканами Камчатки.

Как нейросети помогают предотвращать последствия пеплопадов

/

Экология

Как пеплопад влияет на жизнь Камчатки

Ураганные ветры, дожди и резкая смена погоды — обычное дело для Камчатки. Зима здесь очень снежная и холодная, а лето — сырое и туманное, со средней температурой всего 11 ℃. Но это ещё не всё. На полуострове в любой момент может произойти извержение вулкана и пеплопад. В такое время нельзя выходить на улицу, а авиаперевозчики отменяют рейсы. Иногда пепел нарушает работу сотовых сетей, так что не получается позвонить близким или спасателям. В апреле 2023 года после извержения вулкана Шивелуч произошёл один из сильнейших выбросов пепла за последние 60 лет.

Немного фактов о пеплопаде

прошли медосмотры после пеплопада на Камчатке.

направили на ремонт дорог в Усть-Камчатский район, пострадавший от пеплопада.

над уровнем моря поднялось облако пепла от вулкана Шивелуч.

В вулканическом пепле содержатся опасные частицы, которые могут нанести вред здоровью человека.

Облака пепла могут также вызвать временное нарушение электро- и водоснабжения.

На такой высоте пепел может попасть в двигатель самолёта, что приведёт к поломкам или даже крушению судна.

Как мы помогаем предсказывать распространение вулканического пепла

Изучением вулканической активности, в том числе пеплопадов, занимается Геофизическая служба РАН. Специалисты используют информацию о выбросах для научных исследований и для информирования международной авиации. За пеплопадами следят МЧС и муниципалитет Камчатки, чтобы заранее предупреждать население и оперативно проводить спасательные работы.

Сегодня мониторинг распространения облаков пепла можно полностью автоматизировать с помощью искусственного интеллекта и математических моделей. Команда специалистов Yandex Cloud и Яндекс Погоды совместно со студентами ШАД разработали сервис, который позволяет отследить и предсказать распространение пепла на 24 часа вперёд. Теперь с помощью технологии спасательные и административные службы смогут быстрее предотвращать последствия выбросов. Вот как мы создавали сервис:

Обучение ML-модели

Анализ изображения

Геофизическая служба РАН передала архивы с историческими данными и видеоматериалами, которые собирали с 2000 года. На основе этих данных мы и студенты ШАДа в Yandex DataSphere обучили ML-модель распознавать на видео начало извержения, а также высоту и направление облака пепла.

В режиме реального времени видео с нескольких камер, расположенных около вулканов, транслируется в ML-модель. Если произошёл выброс облака пепла, модель оценивает класс выброса, его высоту и передаёт эту информацию в модель рассеивания частиц.

1

2

Работа модели рассеивания частиц

Визуализация и дополнительная аналитика

Яндекс Погода формирует таблицу с данными о времени выброса, его координатах, высоте и значении концентрации облака. После этого специалисты компании Геоинтеллект визуализируют информацию на Яндекс Картах.

С помощью карты можно узнать о распространении пепла на 7 вулканах Камчатки. Кроме этого, мы разработали дашборды с детальной информацией о выбросах в сервисе Yandex DataLens .

3

4

Кому может помочь сервис

Сервис работает в формате интерактивной карты. Важно, что по ней нельзя предсказать момент выброса облаков пепла. Но если он случился, на карте можно наблюдать за облаком, отслеживать и прогнозировать его передвижение на сутки вперёд. Инструмент поможет административным службам, МЧС и учёным-геофизикам быстро устранять последствия пеплопада на Камчатке.

Сервис также будет полезен:

Как работает карта

Выбираем вулкан

Добавляем дополнительные параметры

Выбираем время

Культура

Выбираем вулкан на Камчатке, данные о котором необходимо найти.

Теперь отметим в календаре дату — период, за который нужно посмотреть высоту и распространение облака пепла.

Студенты технических специальностей и разработчики

Временная шкала внизу поможет определить, как распространялся пепел каждый час в течение суток.

Если у вас есть проект, связанный с экологией, или вы хотели бы узнать подробности этого проекта, напишите мне

Евгений Хохлунов

Руководитель направления экологических проектов