Когда корабль тонет или пропадает в море, поисково-спасательные группы часто полагаются на компьютерные модели, чтобы определить, где искать выживших. Используемые в настоящее время модели включают данные со спутников и морских датчиков для прогнозирования траектории дрейфующего объекта, создавая карты областей, где он наиболее вероятно может быть обнаружен. Если первоначальный поиск оказался неудачным, модели включают эту информацию, чтобы обновить свои прогнозы.
Теперь группа исследователей разработала новый алгоритм для прогнозирования местоположения дрейфующих объектов в течение первых трех часов поиска. Вместо моделирования траектории движения пропавшего человека инструмент определяет зоны в воде, называемые переходными профилями притяжения (TRAPs) или просто назовем их - «ловушки», где течения и волны вступают в сговор, притягивая близлежащие объекты. В первые часы будущих поисково-спасательных операций учет этих ранее скрытых «аттракторов» может оказаться решающим для спасения жизней.
Движение океанской воды можно математически представить как поле скоростей, которое в данном случае описывает скорость и направление воды в каждой точке на поверхности. Новый алгоритм, описанный в мае в журнале Nature Communications, использует данные о океанских волнах и модели прогнозов в этой области, чтобы найти зоны с наибольшим притяжением. Хотя каждая TRAP невидима в воде, ее можно нарисовать на карте в виде кривой длиной от 100 до 1000 метров. При изменении состояния поверхности ловушки TRAP перемещаются достаточно медленно, чтобы увлекать за собой предметы - подобно тому, как магнит, движущийся под столом, может тянуть железный предмет по его поверхности.
Ведущий автор исследования Маттиа Серра из Гарвардского университета и его коллеги опробовали метод в полевых условиях, бросив манекены с GPS-метками в бурные воды к югу от острова Мартас-Винъярд в Массачусетсе. Каждый манекен следовал по разной траектории, но «все они сгруппировались в одной ловушке TRAP», как и предсказывал алгоритм, говорит Серра. Эти первоначальные испытания проводились недалеко от берега, но та же математика предсказывает наличие ловушек TRAPs в открытом океане.
Лоуренс Стоун, главный научный сотрудник научно-консалтинговой компании Metron и главный разработчик стандартного протокола поисково-спасательных работ Береговой охраны США, приветствует эти «абсолютно захватывающие, впечатляющие результаты». Исследование «идеально вписывается в то, чем мы любим заниматься, и это хорошее научное исследование, которое подтверждается», - говорит Стоун, который не принимал участия в новом исследовании. «Давайте вставим это в протокол для составления карт прогнозов».
Лоуренс Стоун подчеркивает, что инструмент TRAPs дополнит, а не заменит существующие модели. Представитель подтверждает, что береговая охрана работает над включением кривых TRAP в свои карты прогнозов. По мере продолжения исследований Маттиа Серра и его коллеги надеются учесть влияние ветра и плавучести, что повысит точность прогнозов.
Эта статья изначально была опубликована в журнале Scientific American
Источник: Scientific American
