Les chercheurs du SDSU innovent avec un outil de modélisation des tsunamis pour améliorer les systèmes d’alerte | Centre d’Information

Ignacio Sepulveda Oyarzunprofesseur adjoint au College of Engineering de l’Université d’État de San Diego, et son équipe ont inventé un système de modélisation dynamique des tsunamis qui permettra aux chercheurs de faire progresser considérablement les méthodes d’alerte pour sauver des vies et atténuer le coût des dommages dans les zones côtières.

Grâce à la création du nouvel instrument, Sepúlveda a découvert que les vents planétaires jouent un rôle essentiel dans la formation des tsunamis, ce qui n’a jamais été prouvé auparavant.

Cette approche unique utilise l’imagerie satellite et des outils de mesure modernes, fournissant des informations riches qui peuvent être utilisées pour prévenir de futures dévastations.

Son modèle prend également en compte les éléments de température de l’air et de topographie sur le comportement des ondes atmosphériques et des tsunamis, montrant comment cela affecte la vitesse et la taille de l’onde de pression à l’approche de caractéristiques telles que les chaînes de montagnes et les canyons.

Lorsqu’un modèle standard d’atmosphère et de tsunami est utilisé, les enregistrements de vagues sont inexacts et ne sont pas reconnus. Les éléments supplémentaires incorporés dans le nouveau modèle tridimensionnel de Sepúlveda améliorent considérablement la simulation des vagues qui affectent les côtes lointaines.

Les modèles 3D nécessitent généralement des superordinateurs pour fonctionner, mais Sepúlveda les a créés de manière à ce que les modèles puissent être exécutés sur un ordinateur de bureau, ce qui améliore considérablement l’accessibilité et la valeur de l’outil d’alerte précoce.

Originaire de la ville côtière de Valdivia, au Chili, Sepúlveda comprend l’importance des alertes précoces sur les risques environnementaux. Le grand tremblement de terre et le tsunami chiliens de Valdivian en 1960 sont entrés dans l’histoire de sa ville en tant que tremblement de terre le plus puissant jamais enregistré.

« En tant que Valdivien et Chilien, j’ai grandi en observant les effets des grands risques géologiques, notamment les tremblements de terre, les tsunamis, les glissements de terrain et les éruptions volcaniques », a déclaré Sepúlveda. « En tant qu’ingénieur civil, je sais qu’il est très difficile d’éradiquer les menaces qui pèsent sur les communautés côtières exposées, même s’il est possible de quantifier les risques et de les gérer. Je crois que c’est le meilleur moyen de réduire les pertes de vies humaines et de biens résultant de futurs géorisques. Notre recherche vise à contribuer à cet objectif.

L’enquête

Contrairement à ceux provoqués par les tremblements de terre, les scientifiques n’ont compris que récemment l’impact des tsunamis d’origine atmosphérique, également connus sous le nom de dans un météotsunami, causée par des ondes de pression qui surviennent après de puissantes éruptions volcaniques.

Le 15 janvier 2022, le volcan Hunga Tonga-Hunga Ha?apai est entré en éruption dans l’océan Pacifique Sud, provoquant des vagues de tsunami partout dans le monde, y compris dans les eaux jusqu’à la baie de Santa Cruz, en Californie, et dans l’océan Atlantique.

Les scientifiques étaient perplexes quant à la raison pour laquelle leurs simulateurs d’ondes de météotsunami ne parvenaient pas à modéliser ce qui était enregistré par les satellites et les réseaux mondiaux de baromètres et de marégraphes.

Beaucoup ont attribué leurs modèles défaillants à des outils de mesure défectueux, mais Sepúlveda a estimé que ce phénomène devait être plus important et y a vu une opportunité de mieux comprendre leurs caractéristiques avec des outils modernes.

Ensemble avec Duncan Agnewprofesseur à la Scripps Institution of Oceanography de l’Université de Californie à San Diego, et Matías Carvajalprofesseur agrégé à la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso du Chili, l’équipe a commencé leur étudeamélioré l’équation et conçu le nouveau simulateur.

“Nous avons découvert que les vents mondiaux ont un impact profond sur l’heure d’arrivée, la forme et l’amplitude des ondes atmosphériques, qui, à leur tour, ont un effet profond sur la forme des ondes du tsunami”, a déclaré Sepúlveda.

Leurs découvertes confirment également que les météotsunamis peuvent traverser les continents. Avec les vagues atmosphériques, les éruptions peuvent provenir de l’océan Pacifique et enregistrer un tsunami dans l’océan Atlantique. Ce concept ne s’applique pas aux tsunamis provoqués par des tremblements de terre.

L’événement le plus récent et comparable à l’éruption des Tonga s’est produit à Krakatoa, en Indonésie, en 1883, et a provoqué des perturbations maritimes jusqu’au Chili. Cependant, les scientifiques n’avaient aucune explication sur ce qui s’était passé en raison du manque de technologie à l’époque.

Pourtant, en 2022, les chercheurs disposaient d’instruments océaniques et satellitaires pour mesurer les effets sur l’atmosphère et les océans. La nouvelle technologie a permis cette avancée significative dans l’outil de modélisation.

“La plus grande qualité de nos simulations, par rapport à des modèles plus simplifiés, démontre leur potentiel en tant qu’outil de prédiction”, a déclaré Sepúlveda. “En fin de compte, ce modèle peut être utilisé pour améliorer la précision des systèmes d’alerte précoce visant à sauver des vies et des évaluations des risques à long terme pour rendre les communautés côtières plus résilientes.”