Introducere în Modul și Dezastre Naturale
Proiectul PREVENT - Capitolul 1
Începe
Descrierea capitolului:
Acest capitol oferă o imagine de ansamblu a modulului și introduce conceptul de dezastre naturale. Acesta evidențiază cauzele, tipurile și impactul acestora asupra societăților și ecosistemelor. Curanții vor înțelege urgența abordării dezastrelor induse de schimbările climatice și rolul critic al tehnologiilor inovatoare în atenuarea efectelor acestora.
Cuprins
Definiția Dezastrelor Naturale
Cutremure
Incendii de vegetație
Inundații
Epidemii
Vreme Extremă
Obiective
Prin intermediul acestui modul, cursanții vor dobândi o înțelegere cuprinzătoare a dezastrelor naturale, a cauzelor, impactului acestora și a rolului tehnologiilor avansate în prevenirea și atenuarea dezastrelor. Explorând studii de caz reale, cercetări științifice și simulări interactive, studenții își vor dezvolta capacitatea de a clasifica diferite tipuri de dezastre naturale, de a analiza consecințele lor sociale, economice și de mediu și de a evalua impactul schimbărilor climatice asupra frecvenței și severității dezastrelor. Mai mult, cursanții vor dobândi abilități de gândire critică pentru a evalua strategiile de gestionare a riscului de dezastre, vor înțelege modul în care tehnologiile avansate, cum ar fi AI, IoT și imagistica prin satelit, contribuie la sistemele de avertizare timpurie și vor explora cadre inovatoare de reziliență la dezastre.
Până la sfârșitul modulului, studenții vor putea aplica cunoștințele în evaluarea riscurilor, planificarea răspunsului la dezastre și strategiile de adaptare la schimbările climatice, dotându-i cu abilități esențiale pentru cariere în știința mediului, managementul situațiilor de urgență și dezvoltarea durabilă.
"Adevărata învățare începe atunci când cunoașterea inspiră acțiunea, iar înțelegerea conduce la schimbare. Pregătește-te să transformi provocările în oportunități."
'Valorificând puterea noilor tehnologii, putem prezice, ne putem pregăti pentru și putem atenua impactul dezastrelor naturale — transformând tehnologia într-o linie vitală pentru viitorul nostru.'
01
Înțelegerea Dezastrelor Naturale
01
Definiția Dezastrelor Naturale
Un dezastru natural este un eveniment brusc și catastrofal rezultat din procesele naturale ale Pământului, care duce la perturbări semnificative în viețile umane, ecosisteme și infrastructură. Aceste evenimente apar adesea în mod neașteptat, lăsând comunitățile vulnerabile din cauza forței lor distructive și a consecințelor pe termen lung. Dezastrele naturale pot fi influențate de factori geografici, meteorologici sau biologici și sunt exacerbate în continuare de activități umane, cum ar fi defrișările și schimbările climatice. Caracteristici Cheie ale Dezastrelor Naturale:
- Imprevizibilitate: Multe dezastre naturale lovesc fără avertisment prealabil.
- Impact Extins: Acestea afectează zone vaste, cauzând daune vieții, proprietății și ecosistemelor.
- Efecte pe Termen Lung: Impactul include pierderi economice, strămutări și degradare a mediului.
Înțelegerea Dezastrelor Naturale
Dezastrele naturale sunt procese care pot declanșa catastrofe naturale și ar putea fi clasificate în cinci categorii: pericole geofizice sau geologice care implică mișcări în scoarța solidă, cum ar fi cutremurele și activitatea vulcanică; pericole hidrologice care se referă la mișcarea apei, inclusiv inundații, alunecări de teren și acțiunea valurilor; pericole meteorologice care cuprind furtuni, temperaturi extreme și ceață; pericole climatologice, din ce în ce mai legate de schimbările climatice, care includ secete și incendii de vegetație; și pericole biologice, care apar din expunerea la organisme vii sau la substanțele lor toxice, virusul COVID-19 fiind un exemplu notabil.Abordarea atât a cauzelor profunde ale dezastrelor naturale, cât și a factorilor socio-economici care le exacerbează efectele este crucială pentru atenuarea impactului general al dezastrelor naturale. În acest sens, tehnologiile care atenuează, gestionează sau previn apariția acestora joacă un rol crucial în înțelegerea și minimizarea consecințelor pericolelor naturale.
02
Cutremure
02
Introducere în Cutremure
Un cutremur are loc atunci când energia de deformare din scoarța terestră este eliberată brusc, cauzând astfel unde de zguduire. Cutremurele sunt clasificate printre cele mai mortale pericole naturale, care pot cauza pierderi teribile de vieți omenești și costuri economice semnificative. Potrivit Centrului Național de Informare despre Cutremure, în medie sunt înregistrate 20.000 de cutremure în fiecare an, dintre care aproximativ 100 pot cauza daune serioase, iar 16 sunt considerate cutremure majore (cu magnitudinea de 7 și peste pe scara Richter).
Numere
80%
Predicții de vreme extremă
Cu excepția cutremurului principal, pot avea loc replici sau serii de cutremure. Primul fenomen se produce din cauza schimbării bruște a tensiunii din interiorul și dintre roci. Replicile sunt cutremure de magnitudine mai mică care urmează șocurilor principale ale unui cutremur mai mare. Dincolo de cutremurul principal, pot apărea replici și roiuri seismice din cauza redistribuirii tensiunii de-a lungul liniilor de falie. Sistemele de monitorizare seismică bazate pe inteligență artificială analizează acum seturi vaste de date pentru a detecta tipare subtile, îmbunătățind capacitățile de avertizare timpurie și pregătirea pentru dezastre.
+190
Țări Rețeaua Globală Seismică AI
90%
70%
Senzorii seismici bazați pe inteligență artificială pot prezice replicile cutremurelor cu o acuratețe de peste 90%.
Datele satelitare pot prezice zonele predispuse la inundații
Cum Inteligența Artificială Revoluționează Predicția și Răspunsul la Cutremure
1/2
1,200M
90%
Populația la Risc în Zonele Seismice
Procesarea Datelor în Timp Real cu Inteligență Artificială
Predicția Cutremurelor Bazată pe Inteligență Artificială
Peste 1,2 miliarde de oameni trăiesc în zone predispuse la cutremure la nivel mondial. Sistemele de avertizare timpurie bazate pe inteligență artificială pot ajuta la reducerea victimelor și a pierderilor economice.
Modelele de inteligență artificială procesează datele seismice de două ori mai repede decât metodele tradiționale, permițând alerte în timp real și reducând timpii de răspuns pentru echipele de salvare.
Senzorii seismici bazați pe inteligență artificială pot prezice replicile cutremurelor cu o acuratețe de peste 90%, îmbunătățind răspunsul la dezastre și pregătirea.
02
Mecanica și Dinamica Cutremurelor
Scoarța terestră este formată din șapte plăci tectonice mari și câteva mai mici. Sub scoarța terestră se află o manta lichidă care prezintă caracteristici similare cu cele ale lichidelor. Datorită curenților de convecție din manta, rezultați din transferul de căldură din nucleul Pământului, plăcile tectonice se deplasează cu câțiva centimetri în fiecare an. Fricțiunea rezultată din coliziunea plăcilor tectonice la marginile lor cauzează o presiune masivă care poate depăși forțele de frecare care mențin plăcile împreună, rezultând o eliberare bruscă de tensiune care provoacă un cutremur.
Mai exact, un cutremur are loc atunci când suprafața Pământului se zguduie în litosferă și astfel creează unde seismice. Zguduirea se produce din cauza eliberării bruște de energie și a mișcării bruște a plăcilor tectonice.
02
Tehnologii Utilizate pentru a Face Față Cutremurelor
Există multiple tehnici utilizate pentru a prezice și detecta cutremurele. Cu toate acestea, în cazurile în care cutremurul nu poate fi detectat deloc sau într-o fază incipientă, există unele tehnici care pot fi utilizate pentru a atenua implicațiile cutremurelor.
Tehnologii pentru Detecție
Sistem de Avertizare Timpurie a Cutremurelor (EEW)
Sistem Global de Navigație prin Satelit (GNSS)
Observation systems
Tehnologia Infrasunetelor
Sisteme de Observare
Senzori Geochimici
Seismometre
Tehnici de Învățare Automată (ML) pentru predicție:
Accelerometre
02
Tehnologii Utilizate pentru Atenuarea Implicațiilor Cutremurelor
În urma unui cutremur, evaluarea zonelor afectate devine o sarcină critică, dar dificilă, mai ales atunci când clădirile se prăbușesc și accesul este restricționat. Operațiunile tradiționale de căutare și salvare la sol sunt adesea întârziate din cauza structurilor instabile, a resturilor și a condițiilor periculoase. Pentru a depăși aceste provocări, vehiculele aeriene fără pilot (UAV-uri) au apărut ca o tehnologie esențială pentru răspunsul la cutremure. Echipate cu camere de înaltă rezoluție, imagistică termică și analiză bazată pe inteligență artificială, UAV-urile pot scana rapid zonele de dezastru, pot identifica supraviețuitorii și pot furniza primilor respondenți date în timp real pentru a lua decizii informate.
02
Cum Funcționează UAV-urile în Managementul Dezastrelor Provocate de Cutremure
Sistemele moderne de UAV-uri sunt construite cu o combinație de componente hardware și software care le permit să asiste eficient în managementul dezastrelor. Unitatea de control al zborului este responsabilă pentru gestionarea mișcării dronei, în timp ce telecomanda permite operatorilor să o navigheze manual atunci când este necesar. În plus, sistemul de poziționare absolută asigură urmărirea precisă a locației, permițând dronelor să cartografieze cu acuratețe zonele afectate. UAV-urile sunt susținute de stații de control la sol, care oferă monitorizare și coordonare în timp real, asigurând performanțe optime în zonele de dezastru. Dincolo de simpla supraveghere aeriană, UAV-urile joacă un rol vital în evaluarea dezastrelor și operațiunile de salvare. Ele pot fi utilizate pentru a genera hărți 3D ale regiunilor afectate de cutremur, ajutând echipele de intervenție să evalueze amploarea distrugerilor și să localizeze cele mai critice puncte de salvare. În plus, UAV-urile oferă ghidare vizuală pentru primii respondenți, ajutându-i să navigheze în siguranță prin structuri instabile. UAV-urile bazate pe inteligență artificială pot fi, de asemenea, programate să caute persoane dispărute, să detecteze pericole potențiale și chiar să livreze provizii medicale supraviețuitorilor din locații izolate. Aceste funcționalități fac din UAV-uri o tehnologie revoluționară pentru îmbunătățirea eficienței răspunsului la cutremure și salvarea de vieți.
03
Inundații
03
Introducere în Inundații
Inundațiile sunt un fenomen răspândit, care afectează regiuni diverse de pe glob. Deși adesea asociate cu revărsările râurilor, această perspectivă trece cu vederea numeroase alte forme de evenimente legate de apă. Zonele de coastă, de exemplu, se confruntă cu provocări unice din cauza fluctuațiilor mareelor, a valurilor provocate de furtuni și a producerii de tsunami. De exemplu, în contextul istoric al Marii Britanii, aceste inundații costiere au jucat un rol deosebit de important. Extinzând viziunile tradiționale, unele organizații adoptă o abordare mai incluzivă. Centrul de Cercetare privind Epidemiologia Dezastrelor (CRED), de exemplu, consideră creșteri semnificative ale nivelului apei în diverse corpuri de apă ca fiind evenimente de inundație. Acest lucru se aliniază cu definiții mai largi care subliniază scufundarea terenurilor de obicei uscate.
Tipuri și Cauze ale Inundațiilor
Sistemele naturale de apă pot experimenta creșteri dramatice din cauza unei varietăți de factori complecși și interconectați, care diferă în funcție de evenimentul specific de inundație și de contextul geografic. Deși există numeroase clasificări ale dezastrelor legate de apă, acestea pot fi grupate în trei categorii principale: inundații fluviale, inundații fulgerătoare și inundații costiere. Inundațiile sunt, de asemenea, clasificate ca naturale (fluviale, fulgerătoare și costiere) sau provocate de om (rezultate din defecțiuni ale infrastructurii). Inundațiile din Midwest-ul SUA din 1993 și inundațiile din New Orleans din 2005 exemplifică dezastrele provocate de om. Paradoxal, barajele pot atât preveni, cât și exacerba inundațiile. Factori de mediu, cum ar fi defrișările și pășunatul excesiv, contribuie la inundații prin creșterea eroziunii și a sedimentării râurilor. Acest lucru este evident în modul în care defrișările din Nepal și Assam afectează modelele de inundații din Bangladesh. Se așteaptă ca schimbările climatice să amplifice frecvența și severitatea inundațiilor la nivel global.
Inundații costiere
Inundații fulgerătoare
Inundații fluviale
03
Tehnologii Utilizate pentru a Face Față Inundațiilor
Informațiile în timp aproape real (NRT) privind dezastrele naturale au devenit din ce în ce mai cruciale pentru un răspuns eficient în caz de urgență și pentru minimizarea impactului. Internetul Lucrurilor (IoT) joacă un rol cheie în acest sens, furnizând date în timp real de la diverși senzori care monitorizează condițiile de mediu și starea infrastructurii. Aceste date, combinate cu instrumente de cloud computing, permit o evaluare rapidă a situației și o luare de decizii informată în timpul crizelor. Viteza și acuratețea în răspunsul la dezastre sunt vitale pentru salvarea de vieți, reducerea pierderilor economice și construirea unor comunități rezistente. "Internetul Inundațiilor" (IoF) se referă în mod specific la utilizarea IoT pentru detectarea inundațiilor în timp aproape real. Aceste progrese tehnologice transformă managementul dezastrelor, oferind informații oportune și precise factorilor de decizie și reducând potențial bilanțul fizic și uman al dezastrelor naturale.
Tipuri și Cauze ale Inundațiilor
SAR este deosebit de eficient pentru monitorizarea extinsă a inundațiilor datorită capacității sale de a furniza date fiabile în condiții meteorologice, zi-noapte. De exemplu, imaginile SAR de înaltă rezoluție combinate cu modelele digitale de elevație LiDAR pot evalua cu precizie adâncimea apei în anumite regiuni (Cian et al., 2018). Platformele aeriene, cum ar fi dronele și elicopterele, oferă o alternativă la imaginile satelitare, în special atunci când condițiile meteorologice nefavorabile împiedică colectarea datelor prin satelit. Tehnicile de teledetecție terestră, în ciuda acoperirii lor reduse, oferă o precizie geometrică mai mare și sunt utile în condiții meteorologice nefavorabile. Progresele recente în tehnicile de prognoză și asimilare a datelor permit predicția inundațiilor în timp aproape real, permițând avertizări precise privind inundațiile cu doar câteva ore înainte (Dance et al., 2019). Aceste tehnici sunt cruciale pentru minimizarea pagubelor și pregătirea pentru evenimentele de inundații.
Senzorii conectați pot fi utilizați și pentru a detecta când are loc o inundație. Varietatea dispozitivelor conectate este în continuă creștere, dar putem descrie câteva dintre cele mai reprezentative: Geamanduri inteligente: Monitorizează nivelurile apei, viteza debitului, temperatura și calitatea în zonele cu risc ridicat folosind senzori precum înregistratoare de presiune de fund, tsunamometre și indicatoare de vânt. Senzori de nivel al apei: Sistemele bazate pe IoT utilizează senzori de distanță cu ultrasunete și senzori de presiune pentru a măsura nivelurile apei în timp real, oferind alerte imediate pentru potențiale inundații. Canalizare inteligentă: Sistemele bazate pe senzori monitorizează nivelurile apei și variațiile din conductele de canalizare, îmbunătățind detectarea generală a inundațiilor.
Camerele inteligente sunt valoroase și pentru gestionarea zonelor costiere și prognozarea tsunami-urilor, utilizând tehnici precum diferența de intensitate, frecvența, scala, scăderea fundalului și modelele de contur activ. Acestea pot detecta depășirea valurilor, cu sisteme dezvoltate pentru captura continuă de imagini și detectarea automată a valurilor înalte.
Teledetecția
Viziunea Computerizată
Internetul Lucrurilor
Evoluția rapidă a tehnologiilor de teledetecție, inclusiv imagistica prin satelit și Radarul cu Apertură Sintetică (SAR), a îmbunătățit semnificativ capacitatea de a monitoriza și de a răspunde la dezastre naturale, cum ar fi inundațiile, chiar și în regiunile cu date rare. Aceste tehnologii implică colectarea de date de pe diverse platforme (terestre, aeriene și spațiale) utilizând senzori electromagnetici. Datele colectate sunt apoi procesate și analizate pentru a crea hărți precise ale inundațiilor. Diferite tehnici de procesare a imaginilor, cum ar fi clasificarea supravegheată și nesupravegheată, pragul și metodele de detectare a schimbărilor, ajută la distingerea zonelor inundate de cele neafectate.
Camerele inteligente, îmbunătățite de algoritmi inteligenți de procesare a imaginilor și de recunoaștere a tiparelor, pot efectua sarcini complexe, cum ar fi detectarea obiectelor și a mișcării, măsurarea obiectelor și recunoașterea plăcuțelor de înmatriculare ale vehiculelor, a fețelor, a gesturilor și a comportamentelor umane. Aceste capacități se extind la extragerea informațiilor spațiale din imagini pentru a detecta nivelurile apei în timp real, utilizând diverși algoritmi, cum ar fi direcția contururilor (Park et al., 2009), calculele diferenței de pixeli (Yu și Hahn, 2010) și fluxul optic (Van Ackere et al., 2019). Camerele cu infraroșu permit detectarea nivelului apei pe timp de noapte.
Casă Inteligentă: Diverși senzori detectează umiditatea interioară, fumul, temperatura și calitatea aerului, identificând probleme precum incendiile sau infiltrațiile de apă. Biosenzorii pot detecta, de asemenea, viruși în țânțari, ajutând la cartografierea bolilor în timpul inundațiilor.
04
Incendii de vegetație
04
Introducere în Incendiile de Vegetație
Un incendiu de vegetație poate apărea fie din cauze naturale, fie din cauza intervenției umane. Cauzele naturale includ fulgerele, temperaturile ridicate combinate cu lipsa de umiditate și vânturile puternice, precum și activitatea vulcanică. Intervenția umană poate fi împărțită în comportament neglijent cu materiale inflamabile și, desigur, incendiere intenționată (Uniunea Europeană, 2023). Principalele motive pentru incendiile neintenționate în mediul rural sunt țigările aruncate, focurile de tabără nesupravegheate (WFCA, 2022), arderea necontrolată a gunoiului și scurtcircuitele la diverse echipamente.
Incendiile de vegetație sunt clasificate după cum urmează: - Subteran (sau Terestru) - care evoluează în rădăcinile plantelor și în vegetația moartă prezentă în sol. Principala sa caracteristică este durata lungă și dificultatea de a-l localiza, deoarece nu produce flacără. Prin urmare, daunele aduse mediului sunt cauzate subsolului. - De suprafață - care este cel mai comun. Acest tip de incendiu de vegetație este ușor de detectat, iar intensitatea sa de obicei nu crește. - De coronament - care începe din straturile inferioare ale solului, se extinde până la cele mai înalte puncte ale coronamentului și prin acesta se răspândește în toată pădurea, folosind ca combustibil materialele găsite la suprafață. - Scântei și tăciuni - care sunt definiți ca particule arse care zboară împreună cu produsele gazoase ale combustiei și creează noi incendii.
În mod specific, un "incendiu de vegetație" este definit ca un incendiu neplanificat care poate fi cauzat fie de cauze naturale, fie de vina omului, asupra vegetației.
04
Tehnologii Utilizate în Incendii
Tehnologiile sunt un instrument important legat de gestionarea incendiilor de vegetație și privesc etapele de detectare, monitorizare și control. Combinația dintre vehiculele aeriene fără pilot (UAV-uri) și tehnologia AI poate fi utilizată atât în etapa Pre-Incendiu (Pre.I), cât și în etapa Incendiu Activ (Inc.A) și Post-Incendiu (Post.I). De exemplu, UAV-urile echipate cu senzori termici sunt utilizate pentru evaluarea incendiilor de vegetație. În etapa Pre.I, testarea și modelarea scenariilor de incendiu, monitorizarea condițiilor meteorologice și a combustibililor prezenți în zonă sunt realizate prin intermediul UAV-urilor și al AI. În etapa Inc.A, riscul este clasificat și se efectuează verificarea mobilității incendiului de vegetație. În etapa Post.I, daunele sunt înregistrate și evaluate, se creează noi planuri de evacuare, se monitorizează refacerea pădurilor și se verifică intervențiile ilegale. În toate etapele, UAV-urile și AI pot contribui semnificativ la gestionarea incendiilor de vegetație.
05
Condiții Meteorologice Extreme
05
Introducere în Condițiile Meteorologice Extreme
Fenomenele meteorologice extreme sunt evenimente de vreme sau condiții climatice neobișnuit de severe care pot cauza impacturi devastatoare asupra comunităților și a ecosistemelor agricole și naturale. 1 Evenimentele extreme legate de vreme sunt adesea de scurtă durată și includ valuri de căldură, înghețuri, ploi abundente, tornade, cicloane tropicale și inundații. Evenimentele extreme legate de climă fie persistă mai mult decât evenimentele meteorologice, fie apar din acumularea de evenimente meteorologice sau climatice care persistă pe o perioadă mai lungă de timp. 2 Exemple includ seceta rezultată din perioade lungi de precipitații sub medie sau focarele de incendii de vegetație atunci când o perioadă prelungită de secetă și căldură urmează unui sezon de creștere anormal de umed și productiv.
Evenimentele meteorologice extreme pot fi grupate după cum urmează:
Valuri de căldură Căldura extremă, sub forma acestui fenomen care implică temperaturi ridicate ce durează mai multe zile, a devenit din ce în ce mai frecventă și intensă în majoritatea regiunilor Pământului începând cu 1950, conform raportului IPCC. Valuri de frig Spre deosebire de valurile de căldură, acest fenomen, care implică mai multe zile de temperaturi scăzute, a devenit mai puțin frecvent, potrivit IPCC. Cu toate acestea, acest lucru nu înseamnă sfârșitul situațiilor neobișnuite, cum ar fi furtuna Filomena, care a paralizat Spania timp de mai multe zile. Cicloane tropicale Potrivit IPCC, acestea au devenit mai frecvente în ultimele patru decenii. În plus, se dovedesc mai distructive, deoarece duc la uragane de categorie superioară. Toate acestea ar putea fi legate de o creștere a temperaturii suprafeței mării. Secete Lipsa ploii în anumite zone ale lumii, cum ar fi Cornul Africii, este din ce în ce mai pronunțată, prelungind astfel acest fenomen și forțând mii de oameni să emigreze și să devină refugiați climatici. În plus, penuria de apă poate duce și la ciocniri violente. Ploi torențiale În același timp în care ar putea fi mai puține precipitații generale din cauza schimbărilor climatice, ploaia care cade ar putea deveni mai intensă, rezultând taifunuri capabile să provoace inundații extrem de distructive și cursuri de apă umflate.
Tehnologii Utilizate pentru a Face Față Vremii Extreme
Inteligența Artificială pentru adaptarea la schimbările climatice
Drone pentru adaptarea la schimbările climatice
Observarea Pământului pentru adaptarea la schimbările climatice
Calcul avansat pentru adaptarea la schimbările climatice
Observation systems
Internetul Lucrurilor pentru adaptarea la schimbările climatice
Realitatea augmentată și realitatea virtuală pentru adaptarea la schimbările climatice
06
Epidemii
06
Epidemii
Epidemiile sunt o creștere neașteptată, adesea bruscă, a unei anumite boli în cadrul unei comunități sau regiuni. Pandemiile apar atunci când o epidemie se produce la nivel mondial, traversând granițele internaționale și afectând un număr mare de persoane. O serie de boli transmisibile pot reprezenta amenințări semnificative pentru sănătate la nivel local, regional și global și pot duce la epidemii sau pandemii. Epidemiile și pandemiile pot fi prevenite și atenuate printr-o serie de măsuri 1 la nivel casnic și comunitar, cum ar fi o igienă bună, distanțarea socială și vaccinarea.
Tipuri de epidemii
Holera
Gripa (sezonieră)
Coronavirus
Boli transmise de țânțari
Tehnologii utilizate pentru a face față epidemiilor
Inteligența artificială
Blockchain
Tehnologii open-source
Nanotehnologie
Mulțumesc!
IA pentru adaptarea la climă
Modele meteorologice și climatice mult mai sofisticate și precise sunt dezvoltate cu inteligență artificială. De exemplu, AI a adăugat date despre temperatura suprafeței mării în modelele oceanice - ceva ce cercetătorii umani nu ar putea face. Acest lucru a avansat comunitatea științifică în înțelegerea vitezei curentului oceanic. Alte progrese în adaptarea la climă folosind IA includ sistemele de canalizare inteligente care previn inundațiile în timpul ploilor abundente și culturilor rezistente la secetă.
Inteligenţă artificială
Analizele au schimbat modul în care focarele de boli sunt urmărite și gestionate, salvând astfel vieți. Comunitatea internațională se concentrează în prezent pe noul coronavirus (Covid-19) din perioada 2019-2020, identificată pentru prima dată în Wuhan, China. Pe măsură ce se răspândește, stârnind temeri cu privire la un blocaj la nivel mondial, organizațiile internaționale și oamenii de știință au folosit inteligența artificială (AI) pentru a urmări epidemia în timp real, astfel încât să poată prezice unde ar putea apărea virusul în continuare și să dezvolte un răspuns eficient.
Observarea Pământului pentru adaptarea la climă
Observarea Pământului folosește sateliți și alte tehnologii de teledetecție sau tehnici bazate pe locație, cum ar fi stațiile meteo, pentru a aduna informații despre schimbările de pe Pământ. Volume uriașe de date satelitare ajută oamenii de știință să dezvolte noi moduri de gestionare a resurselor planetare. De exemplu, sateliții Agenției Spațiale Europene au dezvăluit noi cunoștințe despre clima Pământului, inclusiv topirea gheții și resursele de apă dulce. Observarea Pământului este, de asemenea, critică pentru sistemele de avertizare timpurie într-un scenariu de adaptare la climă, de exemplu prin reperarea uraganelor înainte ca acestea să se producă.
Alertă timpurie de cutremur (EEW)
O strategie dezvoltată pentru a trimite alerte înainte de evenimente seismice sau tsunami pentru a reduce impactul dezastrelor în multe sectoare ale societății. Sistemul EEW implică de obicei detectarea unui eveniment atunci când cutremurul s-a format pentru a oferi o mișcare detectabilă a solului. Conceptul se bazează pe faptul că undele S și undele de suprafață (adică tipuri mai distructive de unde seismice) se propagă mai lent decât undele P (mai puțin distructive). Pe baza analizelor colectate, alertele sunt comunicate autorităților cu câteva secunde sau minute înainte de producerea cutremurului pentru a lua măsurile necesare, cum ar fi evacuarea clădirilor periculoase. Sistemele EEW convenționale utilizează instrumente seismice tradiționale (adică seismometre de înaltă calitate) (G. Cremen și C. Galasso, 2020). Sistemele EEW au fost dezvoltate în mai multe țări predispuse la cutremure, inclusiv Mexic, Japonia, Turcia, România, China, Italia și Taiwan.
Tehnologii open-source
În timpul focarelor de boală, partajarea rapidă a datelor este esențială, deoarece permite o mai bună înțelegere a originilor și răspândirii infecției și poate servi drept bază pentru prevenirea, tratamentul și îngrijirea eficientă. Capacitatea tehnologiilor informaționale de a permite diseminarea și colaborarea datelor cu costuri reduse a condus la înființarea unei multitudini de depozite și platforme de tehnologie a informației pentru partajarea datelor. Majoritatea acestor activități de colectare a datelor sunt coordonate de organizații internaționale precum Organizația Mondială a Sănătății (OMS) și Centrul European pentru Prevenirea și Controlul Bolilor. În același timp, au fost dezvoltate și un număr tot mai mare de inițiative de jos în sus, de date deschise și proiecte open-source, facilitând accesul la date de cercetare și publicații științifice, precum și partajarea planurilor pentru producția de echipamente medicale critice, cum ar fi ventilatoare și scuturi faciale.
Lorem ipsum dolor
Regiunile de coastă se confruntă cu amenințări de inundații din cauza valuri de furtună și tsunami-uri induse de cicloni, cu impacturi diferite în diferite zone. De exemplu, Coasta Golfului SUA este predispusă la valuri de furtună, în timp ce California este mai vulnerabilă la tsunami. Ciclonii urmează modele sezoniere, dar tsunamiurile pot apărea pe tot parcursul anului. Valurile de furtună sunt deosebit de mortale în timpul cicloanelor.
Inundațiile cu maree afectează zonele estuarelor de două ori pe zi, aducând apă sărată în interior și dăunând culturilor. Inundațiile pluviale, cauzate de precipitații intense, au impact asupra bazinelor hidrografice și a lunciilor inundabile, adesea agravate de un drenaj slab și de dezvoltarea urbană.
Boli transmise de țânțari
Bolile transmise de țânțari sunt cele răspândite prin mușcătura unui țânțar infectat. Bolile care sunt răspândite oamenilor de țânțari includ virusul Zika, virusul West Nile, virusul Chikungunya, dengue și malaria.
Senzori geochimici
Studiile sugerează că emisiile de gaz radon pot fi un precursor al activității seismice. Implementarea senzorilor geochimici pentru a monitoriza modificările emisiilor de gaze și alte date geochimice a fost implementată în câteva studii și unități de cercetare.
Tehnologia infrasunetelor
Această tehnologie definește sunetele care se încadrează sub frecvențele audibile, cuprinse între 0,003 și 20 Hz, ca infrasunete. Deplasarea suprafeței pământului sau răpirile pot fi considerate o sursă de infrasunete naturale, deoarece sunt produse de oscilația de joasă frecvență a suprafeței pământului la epicentru și regiunile înconjurătoare. Cutremurele cu magnitudinea mai mare de 5,5 mb (magnitudinea undei corporale) pot produce unde infrasunete care pot fi detectate și înregistrate cu ajutorul senzorilor de infrasunete. Japonia a dezvoltat o rețea de 30 de senzori de infrasunete KUT, care sunt senzori completi care integrează un accelerometru, un barometru și un microfon pentru detectarea infrasunetelor. Studiile sugerează că analiza formelor de undă de infrasunete înregistrate de cutremur poate oferi informații cu privire la magnitudinea și durata seismului
Realitate augmentată și realitate virtuală pentru adaptarea la climă
Realitatea augmentată (AR) și realitatea virtuală (VR) sunt tehnologii care oferă experiențe captivante. Aceasta include suprapunerea funcțiilor digitale pe medii fizice sau utilizarea hardware-ului, cum ar fi căștile, pentru a imersa complet utilizatorii. AR și VR sunt din ce în ce mai folosite pentru a ne schimba comportamentul în ceea ce privește acțiunea și adaptarea la climă. Simulând impactul schimbărilor climatice, de exemplu, căștile VR pot arăta utilizatorilor o lume cu impact asupra climei, cum ar fi schimbarea modelelor meteorologice și pierderea biodiversității.
Internetul lucrurilor pentru adaptarea la climă
Internetul lucrurilor (IoT) este lumea dispozitivelor conectate care vorbesc între ele. Acestea pot fi senzori sau dispozitive portabile care partajează date și monitorizează sisteme. Tehnologia IoT este folosită pentru a colecta și a partaja noi tipuri de date, cum ar fi schimbările în calitatea aerului și temperatura. De exemplu, senzorii care detectează incendiile pot trimite alerte de pe telefonul mobil persoanelor din zona afectată. Compania PanoAI din California folosește o platformă bazată pe IoT pentru a detecta incendiile de vegetație și pentru a transmite informații profesioniștilor din domeniul pompierilor și serviciilor de urgență. Sistemul, care combină camere puternice cu fluxuri multiple de date, monitorizează peste 5 milioane de acri de teren și detectează mii de incendii.
Seismometre:
Unul dintre cele mai de bază dispozitive utilizate în studiile seismologice. Sistemul de instrumentare implică un senzor de mișcare a solului utilizat pentru a măsura deplasarea solului în direcțiile XYZ și un sistem de înregistrare pentru a reprezenta grafic forma de undă corespunzătoare undei seismice. Forma de undă oferă proprietăți critice, cum ar fi amplitudinea și intervalul de frecvență al semnalelor seismice. Astfel de semnale pot fi extrem de dinamice, cu un interval de amplitudine cuprins între 0,1 nm și 10 m, în timp ce intervalul de frecvență este între 0,00002 Hz și 1000 Hz. Deoarece seismograful trebuie să poată capta undele seismice în acest interval dinamic, acestea sunt dispozitive foarte sensibile, ceea ce implică, de obicei, că valul înregistrat poate implica și alte zgomote naturale de mediu, cum ar fi zgomotul de la vânt, valurile oceanului sau alte activități legate de vreme, sau activitate seismică minoră și zgomotul antropic din trafic, operațiuni industriale.
+190 de țări – Rețeaua globală de inteligență artificială seismică
Monitorizarea seismică bazată pe inteligență artificială revoluționează răspunsul la dezastre în peste 190 de țări. Prin analizarea unor seturi vaste de date în timp real, inteligența artificială poate prezice replici, poate îmbunătăți avertizările timpurii și poate reduce numărul de victime legate de cutremure. Modelele de învățare automată procesează datele seismice, ajutând guvernele și echipele de intervenție în situații de urgență să ia măsuri proactive.
Precizia predicției cutremurelor bazată pe inteligență artificială
Modelele de învățare automată care analizează datele satelitare și modelele meteorologice pot prezice zonele predispuse la inundații cu o precizie de 70%. Acest lucru permite autorităților să emită avertizări timpurii, să optimizeze planurile de evacuare și să reducă impactul dezastrelor. Prognoza inundațiilor bazată pe inteligență artificială este un pas crucial către rezistența la schimbările climatice și pregătirea pentru dezastre.
Nanotehnologie
Covid-19 se răspândește rapid pe tot globul, dar există puține instrumente specifice disponibile pentru a controla pandemia în creștere și pentru a-i trata pe cei bolnavi. Măsurile de carantină, izolarea și controlul infecțiilor sunt tot ceea ce poate fi folosit pentru a preveni răspândirea bolii, iar cei care se îmbolnăvesc trebuie să se bazeze pe îngrijiri de sprijin.
Ceea ce lipsește este un agent antiviral specific care să trateze persoanele infectate și, ulterior, să scadă transmiterea și transmiterea virală. Produsele pe bază de Νano sunt în prezent dezvoltate și implementate pentru limitarea, diagnosticarea și tratamentul Covid-19. Un nano-vaccin experimental a devenit primul vaccin testat într-un studiu uman.
Tehnici de învățare automată (ML) pentru predicție
Capacitatea tehnicilor ML de a explora modele de date ascunse, demonstrează un potențial promițător pentru predicția cutremurelor. Metode bazate pe reguli, învățare automată superficială și algoritmi de învățare profundă au fost deja implementate în mai multe studii pentru a facilita predicția cutremurelor. Predicția de cutremur se bazează în mare măsură pe datele istorice preluate de la senzori. Aceste date sunt folosite pentru a antrena modelele ML pentru a clasifica cu precizie semnalele de cutremur.
Deoarece modelele ML necesită date extinse pentru a fi instruite, îmbunătățirea acurateței predicției și îmbunătățirea modelelor ML de cutremur este limitată din cauza indisponibilității datelor cutremurelor istorice limitate, deoarece cutremurele majore nu sunt foarte frecvente.
Internetul lucrurilor pentru adaptarea la climă
Internetul lucrurilor (IoT) este lumea dispozitivelor conectate care vorbesc între ele. Acestea pot fi senzori sau dispozitive portabile care partajează date și monitorizează sisteme. Tehnologia IoT este folosită pentru a colecta și a partaja noi tipuri de date, cum ar fi schimbările în calitatea aerului și temperatura. De exemplu, senzorii care detectează incendiile pot trimite alerte de pe telefonul mobil persoanelor din zona afectată. Compania PanoAI din California folosește o platformă bazată pe IoT pentru a detecta incendiile de vegetație și pentru a transmite informații profesioniștilor din domeniul pompierilor și serviciilor de urgență. Sistemul, care combină camere puternice cu fluxuri multiple de date, monitorizează peste 5 milioane de acri de teren și detectează mii de incendii.
Sisteme de observare
Sistemele implică și combină de obicei mai multe tehnologii și o rețea de rețele de senzori, inclusiv seismometre, accelerometre, receptoare GPS și GNNS și senzori de infrasunete.
Inundaţiile râului
Inundațiile râurilor rezultă în principal din revărsarea malurilor din cauza precipitațiilor abundente din bazinele hidrografice majore. Atunci când aceste bazine se întind în mai multe țări, precipitațiile din amonte pot provoca inundații în aval. În Bangladesh, de exemplu, precipitațiile abundente din bazinele Gange, Brahmaputra și Meghna (GBM) conduc adesea la inundații semnificative, în ciuda faptului că Bangladesh conține doar 8% din suprafața totală a acestor bazine (Paul, 2020).
În America de Nord, inundațiile apar frecvent din cauza ploilor excesive de la furtunile severe de vară din Midwest, influențate de poziția curentului cu jet. Blocajele de gheață și topirea zăpezii în munți contribuie și ele la inundații.
În Asia de Sud, inundațiile musonice din bazinele GBM, exacerbate de precipitații abundente și de topirea zăpezii simultane în Himalaya, provoacă revărsări de râuri care inundă terenurile adiacente. Factori precum pantele scăzute ale râului, colmația, dragarea inadecvată și sistemele de drenaj perturbate agravează situația. Urbanizarea neplanificată și schimbările în utilizarea terenurilor cresc, de asemenea, riscurile de inundații.
În plus, construirea de terasamente, diguri și alte structuri de control al inundațiilor de-a lungul râurilor majore poate reduce capacitatea lor de stocare, ducând la vârfuri de inundații mai mari în aval. De exemplu, deschiderea barajului Farakka din India a fost acuzată de inundațiile severe din Bangladesh, inclusiv de o inundație devastatoare în 1998.
Sistemul global de navigație prin satelit (GNNS)
Acest sistem utilizează o constelație de sateliți pentru a determina informații precise despre locație și oră la nivel global. Cele mai cunoscute exemple sunt GPS, GLONASS, Galileo, BeiDou. Sateliții transmit semnale cu microunde care sunt recepționate de antene și receptoare terestre pentru a obține poziția antenei. GNNS le permite oamenilor de știință să recupereze fluxurile de poziționare în timp real ca serii de timp continue și, în cele din urmă, să recupereze poziția solului, deplasarea solului, viteza și deplasarea statică. Avantajul soluțiilor GNSS față de seismografele tradiționale este că nu se saturează cu mărimea și extragerea directă a formelor de undă de deplasare, acoperirea evenimentelor de defecțiuni și distribuție a erorilor și distribuției. Cu toate acestea, pentru a oferi informații utile, cutremurele trebuie să fie destul de puternice, cu o magnitudine mai mare de 7.
Holera
Holera este o infecție diareică acută cauzată de bacteria Vibrio cholerae, care infectează oamenii cel mai adesea prin apă contaminată sau prin ingestia de alimente. În fiecare an, holera cauzează aproximativ 3 până la 5 milioane de cazuri și 100 000 până la 120 000 de decese. Perioada scurtă de incubație (12 ore până la 5 zile) sporește modelul potențial exploziv al focarelor. Holera este o boală extrem de virulentă și provoacă diaree acută apoasă atât la copii, cât și la adulți. Deși trei sferturi din toți pacienții nu prezintă niciun simptom, deși bacteriile sunt prezente în fecalele lor timp de 1-10 zile după infecție și sunt aruncate înapoi în mediu, potențial infectand alte persoane. Holera poate ucide, în special pe cei cu sistemul imunitar slăbit în câteva ore, dacă nu este tratată. În plus, chiar și pacienții asimptomatici răspândesc bacteriile prin defecare, ceea ce poate duce la noi infecții.
Inundații fulgerătoare
Inundațiile rapide sunt inundații bruște, intense și localizate, cauzate de obicei de precipitații abundente într-un timp scurt. Ele apar de obicei în regiunile deșertice și muntoase, canioane abrupte, zone urbane și cursuri mici de râuri. Alte cauze includ defectarea barajului, eliberarea de blocaje de gheață și furtuni cu descărcări lente.
Aceste inundații se caracterizează prin debutul lor rapid, adesea noaptea, și natura lor violentă. În ciuda faptului că afectează zone relativ mici, ele reprezintă o amenințare semnificativă la adresa vieții și pot provoca daune grave proprietății și infrastructurii. Inundațiile rapide pot muta bolovani, smulge copaci, distrug clădiri și poduri și pot declanșa alunecări de noroi în zonele muntoase.
Inundațiile fulgerătoare sunt deosebit de periculoase din cauza apariției lor bruște, care lasă puțin sau deloc timp pentru avertizare. Sunt deosebit de severe în regiunile aride și semiaride din cauza lipsei de vegetație și a ratelor mari de eroziune. Exemple notabile includ o inundație din 1954 în Iran care a ucis aproape 2.000 de oameni și inundația Big Thompson Canyon din 1976 din Colorado, care a dus la 140 de morți.
Previziuni meteorologice extreme
Inteligența artificială (IA) revoluționează prognoza meteorologică extremă. Prin analizarea unor seturi vaste de date, modelele IA pot acum prezice uragane, inundații, valuri de căldură și incendii de vegetație cu o precizie crescândă, permițând avertizări timpurii și un răspuns proactiv în caz de dezastru. Guvernele și cercetătorii din întreaga lume utilizează modele climatice bazate pe inteligență artificială pentru a spori rezistența împotriva fenomenelor meteorologice extreme.
Calcul avansat pentru adaptarea la climă
Calculul avansat implică utilizarea computerelor foarte puternice, cu precizie și viteză îmbunătățite. Acestea includ supercalculatoarele – cele mai mari și mai puternice computere din lume – și computerele cuantice, care folosesc particule subatomice precum fotonii – particule de lumină – pentru a efectua mai multe calcule simultan. Se așteaptă ca calculul cuantic să avanseze modelarea și adaptarea la climă, deoarece poate prezice procese care sunt esențiale pentru prognoza meteo, cum ar fi dinamica fluidelor. Acest lucru este dificil pentru computerele tradiționale. Supercomputingul este, de asemenea, disponibil pe scară largă pentru a ajuta la modelarea vremii și a climei.
Accelerometre
Acești senzori măsoară viteza unui singur punct de pe sol și oferă informații suplimentare despre intensitatea și forțele supuse obiectului în urma tremurării solului.
Gripa (sezoniera)
Gripa sezonieră este o infecție respiratorie acută cauzată de virusurile gripale, care circulă în toate părțile lumii și pot afecta oameni de orice grupă de vârstă. Particulele de virus sunt transmise cu ușurință de la persoană la persoană prin picături respiratorii și particule mici produse atunci când persoanele infectate tusesc sau strănută.
Gripa sezonieră provoacă boli care variază în severitate și uneori duc la spitalizare și deces. Majoritatea oamenilor se recuperează de febră și alte simptome în decurs de o săptămână fără a necesita îngrijiri medicale. Cu toate acestea, gripa poate provoca boli severe sau deces, în special în rândul grupurilor cu risc ridicat, inclusiv cei foarte tineri, vârstnici, femeile însărcinate, personalul medical și cei cu afecțiuni medicale grave. Se caracterizează printr-un debut brusc de febră, tuse (de obicei uscată), dureri de cap, dureri musculare și articulare, stare de rău severă (senzație de rău), dureri în gât și curge nasul. Tusea poate fi severă și poate dura două sau mai multe săptămâni. Timpul de la infecție până la boală este de aproximativ două zile.
Blockchain
Natura extrem de infecțioasă a Covid-19 înseamnă că există o nevoie presantă de a găsi soluții adecvate, de la accelerarea detectării purtătorilor de virus și oprirea răspândirii virusului până la dezvoltarea unui vaccin. Tehnologia blockchain a apărut recent ca o tehnologie cheie în domeniul critic al managementului epidemiei. Aplicațiile blockchain ar putea oferi un mijloc robust, transparent și ieftin de a facilita luarea eficientă a deciziilor și, în consecință, ar putea duce la răspunsuri mai rapide în timpul situațiilor de urgență de acest tip. În contextul acestei pandemii, blockchain-ul are potențialul de a deveni o parte integrantă a răspunsului global la coronavirus prin urmărirea răspândirii bolii, gestionând plățile de asigurări și menținând sustenabilitatea lanțurilor de aprovizionare medicală și a căilor de urmărire a donațiilor.
Drone pentru adaptarea la climă
Dronele – sau vehiculele aeriene fără pilot (UAV) – sunt aeronave nepilotate care pot fi echipate cu camere avansate și pot acoperi distanțe mari. De asemenea, pot transporta echipamente sofisticate, cum ar fi senzori pentru detectarea anomaliilor și sisteme de geo-poziționare pentru urmărirea locației foarte precisă. Dronele pot ajuta organizațiile să se adapteze la schimbările climatice prin colectarea de date vizuale despre riscul și impactul climatic. De exemplu, o companie ar putea folosi drone pentru a monitoriza sursele de apă care sunt esențiale pentru operațiunile sale. Dronele pot ajuta, de asemenea, în situații de căutare și salvare după un dezastru climatic, de exemplu prin identificarea comunităților afectate din zone greu accesibile.
PREVENT Introduction
citizensinpower
Created on April 25, 2025
Start designing with a free template
Discover more than 1500 professional designs like these:
View
Essential Course
View
Practical Course
View
Basic Interactive Course
View
Course 3D Style
View
Minimal Course
View
Neodigital CPD Course
View
Laws and Regulations Course
Explore all templates
Transcript
Introducere în Modul și Dezastre Naturale
Proiectul PREVENT - Capitolul 1
Începe
Descrierea capitolului:
Acest capitol oferă o imagine de ansamblu a modulului și introduce conceptul de dezastre naturale. Acesta evidențiază cauzele, tipurile și impactul acestora asupra societăților și ecosistemelor. Curanții vor înțelege urgența abordării dezastrelor induse de schimbările climatice și rolul critic al tehnologiilor inovatoare în atenuarea efectelor acestora.
Cuprins
Definiția Dezastrelor Naturale
Cutremure
Incendii de vegetație
Inundații
Epidemii
Vreme Extremă
Obiective
Prin intermediul acestui modul, cursanții vor dobândi o înțelegere cuprinzătoare a dezastrelor naturale, a cauzelor, impactului acestora și a rolului tehnologiilor avansate în prevenirea și atenuarea dezastrelor. Explorând studii de caz reale, cercetări științifice și simulări interactive, studenții își vor dezvolta capacitatea de a clasifica diferite tipuri de dezastre naturale, de a analiza consecințele lor sociale, economice și de mediu și de a evalua impactul schimbărilor climatice asupra frecvenței și severității dezastrelor. Mai mult, cursanții vor dobândi abilități de gândire critică pentru a evalua strategiile de gestionare a riscului de dezastre, vor înțelege modul în care tehnologiile avansate, cum ar fi AI, IoT și imagistica prin satelit, contribuie la sistemele de avertizare timpurie și vor explora cadre inovatoare de reziliență la dezastre.
Până la sfârșitul modulului, studenții vor putea aplica cunoștințele în evaluarea riscurilor, planificarea răspunsului la dezastre și strategiile de adaptare la schimbările climatice, dotându-i cu abilități esențiale pentru cariere în știința mediului, managementul situațiilor de urgență și dezvoltarea durabilă.
"Adevărata învățare începe atunci când cunoașterea inspiră acțiunea, iar înțelegerea conduce la schimbare. Pregătește-te să transformi provocările în oportunități."
'Valorificând puterea noilor tehnologii, putem prezice, ne putem pregăti pentru și putem atenua impactul dezastrelor naturale — transformând tehnologia într-o linie vitală pentru viitorul nostru.'
01
Înțelegerea Dezastrelor Naturale
01
Definiția Dezastrelor Naturale
Un dezastru natural este un eveniment brusc și catastrofal rezultat din procesele naturale ale Pământului, care duce la perturbări semnificative în viețile umane, ecosisteme și infrastructură. Aceste evenimente apar adesea în mod neașteptat, lăsând comunitățile vulnerabile din cauza forței lor distructive și a consecințelor pe termen lung. Dezastrele naturale pot fi influențate de factori geografici, meteorologici sau biologici și sunt exacerbate în continuare de activități umane, cum ar fi defrișările și schimbările climatice. Caracteristici Cheie ale Dezastrelor Naturale:
Înțelegerea Dezastrelor Naturale
Dezastrele naturale sunt procese care pot declanșa catastrofe naturale și ar putea fi clasificate în cinci categorii: pericole geofizice sau geologice care implică mișcări în scoarța solidă, cum ar fi cutremurele și activitatea vulcanică; pericole hidrologice care se referă la mișcarea apei, inclusiv inundații, alunecări de teren și acțiunea valurilor; pericole meteorologice care cuprind furtuni, temperaturi extreme și ceață; pericole climatologice, din ce în ce mai legate de schimbările climatice, care includ secete și incendii de vegetație; și pericole biologice, care apar din expunerea la organisme vii sau la substanțele lor toxice, virusul COVID-19 fiind un exemplu notabil.Abordarea atât a cauzelor profunde ale dezastrelor naturale, cât și a factorilor socio-economici care le exacerbează efectele este crucială pentru atenuarea impactului general al dezastrelor naturale. În acest sens, tehnologiile care atenuează, gestionează sau previn apariția acestora joacă un rol crucial în înțelegerea și minimizarea consecințelor pericolelor naturale.
02
Cutremure
02
Introducere în Cutremure
Un cutremur are loc atunci când energia de deformare din scoarța terestră este eliberată brusc, cauzând astfel unde de zguduire. Cutremurele sunt clasificate printre cele mai mortale pericole naturale, care pot cauza pierderi teribile de vieți omenești și costuri economice semnificative. Potrivit Centrului Național de Informare despre Cutremure, în medie sunt înregistrate 20.000 de cutremure în fiecare an, dintre care aproximativ 100 pot cauza daune serioase, iar 16 sunt considerate cutremure majore (cu magnitudinea de 7 și peste pe scara Richter).
Numere
80%
Predicții de vreme extremă
Cu excepția cutremurului principal, pot avea loc replici sau serii de cutremure. Primul fenomen se produce din cauza schimbării bruște a tensiunii din interiorul și dintre roci. Replicile sunt cutremure de magnitudine mai mică care urmează șocurilor principale ale unui cutremur mai mare. Dincolo de cutremurul principal, pot apărea replici și roiuri seismice din cauza redistribuirii tensiunii de-a lungul liniilor de falie. Sistemele de monitorizare seismică bazate pe inteligență artificială analizează acum seturi vaste de date pentru a detecta tipare subtile, îmbunătățind capacitățile de avertizare timpurie și pregătirea pentru dezastre.
+190
Țări Rețeaua Globală Seismică AI
90%
70%
Senzorii seismici bazați pe inteligență artificială pot prezice replicile cutremurelor cu o acuratețe de peste 90%.
Datele satelitare pot prezice zonele predispuse la inundații
Cum Inteligența Artificială Revoluționează Predicția și Răspunsul la Cutremure
1/2
1,200M
90%
Populația la Risc în Zonele Seismice
Procesarea Datelor în Timp Real cu Inteligență Artificială
Predicția Cutremurelor Bazată pe Inteligență Artificială
Peste 1,2 miliarde de oameni trăiesc în zone predispuse la cutremure la nivel mondial. Sistemele de avertizare timpurie bazate pe inteligență artificială pot ajuta la reducerea victimelor și a pierderilor economice.
Modelele de inteligență artificială procesează datele seismice de două ori mai repede decât metodele tradiționale, permițând alerte în timp real și reducând timpii de răspuns pentru echipele de salvare.
Senzorii seismici bazați pe inteligență artificială pot prezice replicile cutremurelor cu o acuratețe de peste 90%, îmbunătățind răspunsul la dezastre și pregătirea.
02
Mecanica și Dinamica Cutremurelor
Scoarța terestră este formată din șapte plăci tectonice mari și câteva mai mici. Sub scoarța terestră se află o manta lichidă care prezintă caracteristici similare cu cele ale lichidelor. Datorită curenților de convecție din manta, rezultați din transferul de căldură din nucleul Pământului, plăcile tectonice se deplasează cu câțiva centimetri în fiecare an. Fricțiunea rezultată din coliziunea plăcilor tectonice la marginile lor cauzează o presiune masivă care poate depăși forțele de frecare care mențin plăcile împreună, rezultând o eliberare bruscă de tensiune care provoacă un cutremur.
Mai exact, un cutremur are loc atunci când suprafața Pământului se zguduie în litosferă și astfel creează unde seismice. Zguduirea se produce din cauza eliberării bruște de energie și a mișcării bruște a plăcilor tectonice.
02
Tehnologii Utilizate pentru a Face Față Cutremurelor
Există multiple tehnici utilizate pentru a prezice și detecta cutremurele. Cu toate acestea, în cazurile în care cutremurul nu poate fi detectat deloc sau într-o fază incipientă, există unele tehnici care pot fi utilizate pentru a atenua implicațiile cutremurelor.
Tehnologii pentru Detecție
Sistem de Avertizare Timpurie a Cutremurelor (EEW)
Sistem Global de Navigație prin Satelit (GNSS)
Observation systems
Tehnologia Infrasunetelor
Sisteme de Observare
Senzori Geochimici
Seismometre
Tehnici de Învățare Automată (ML) pentru predicție:
Accelerometre
02
Tehnologii Utilizate pentru Atenuarea Implicațiilor Cutremurelor
În urma unui cutremur, evaluarea zonelor afectate devine o sarcină critică, dar dificilă, mai ales atunci când clădirile se prăbușesc și accesul este restricționat. Operațiunile tradiționale de căutare și salvare la sol sunt adesea întârziate din cauza structurilor instabile, a resturilor și a condițiilor periculoase. Pentru a depăși aceste provocări, vehiculele aeriene fără pilot (UAV-uri) au apărut ca o tehnologie esențială pentru răspunsul la cutremure. Echipate cu camere de înaltă rezoluție, imagistică termică și analiză bazată pe inteligență artificială, UAV-urile pot scana rapid zonele de dezastru, pot identifica supraviețuitorii și pot furniza primilor respondenți date în timp real pentru a lua decizii informate.
02
Cum Funcționează UAV-urile în Managementul Dezastrelor Provocate de Cutremure
Sistemele moderne de UAV-uri sunt construite cu o combinație de componente hardware și software care le permit să asiste eficient în managementul dezastrelor. Unitatea de control al zborului este responsabilă pentru gestionarea mișcării dronei, în timp ce telecomanda permite operatorilor să o navigheze manual atunci când este necesar. În plus, sistemul de poziționare absolută asigură urmărirea precisă a locației, permițând dronelor să cartografieze cu acuratețe zonele afectate. UAV-urile sunt susținute de stații de control la sol, care oferă monitorizare și coordonare în timp real, asigurând performanțe optime în zonele de dezastru. Dincolo de simpla supraveghere aeriană, UAV-urile joacă un rol vital în evaluarea dezastrelor și operațiunile de salvare. Ele pot fi utilizate pentru a genera hărți 3D ale regiunilor afectate de cutremur, ajutând echipele de intervenție să evalueze amploarea distrugerilor și să localizeze cele mai critice puncte de salvare. În plus, UAV-urile oferă ghidare vizuală pentru primii respondenți, ajutându-i să navigheze în siguranță prin structuri instabile. UAV-urile bazate pe inteligență artificială pot fi, de asemenea, programate să caute persoane dispărute, să detecteze pericole potențiale și chiar să livreze provizii medicale supraviețuitorilor din locații izolate. Aceste funcționalități fac din UAV-uri o tehnologie revoluționară pentru îmbunătățirea eficienței răspunsului la cutremure și salvarea de vieți.
03
Inundații
03
Introducere în Inundații
Inundațiile sunt un fenomen răspândit, care afectează regiuni diverse de pe glob. Deși adesea asociate cu revărsările râurilor, această perspectivă trece cu vederea numeroase alte forme de evenimente legate de apă. Zonele de coastă, de exemplu, se confruntă cu provocări unice din cauza fluctuațiilor mareelor, a valurilor provocate de furtuni și a producerii de tsunami. De exemplu, în contextul istoric al Marii Britanii, aceste inundații costiere au jucat un rol deosebit de important. Extinzând viziunile tradiționale, unele organizații adoptă o abordare mai incluzivă. Centrul de Cercetare privind Epidemiologia Dezastrelor (CRED), de exemplu, consideră creșteri semnificative ale nivelului apei în diverse corpuri de apă ca fiind evenimente de inundație. Acest lucru se aliniază cu definiții mai largi care subliniază scufundarea terenurilor de obicei uscate.
Tipuri și Cauze ale Inundațiilor
Sistemele naturale de apă pot experimenta creșteri dramatice din cauza unei varietăți de factori complecși și interconectați, care diferă în funcție de evenimentul specific de inundație și de contextul geografic. Deși există numeroase clasificări ale dezastrelor legate de apă, acestea pot fi grupate în trei categorii principale: inundații fluviale, inundații fulgerătoare și inundații costiere. Inundațiile sunt, de asemenea, clasificate ca naturale (fluviale, fulgerătoare și costiere) sau provocate de om (rezultate din defecțiuni ale infrastructurii). Inundațiile din Midwest-ul SUA din 1993 și inundațiile din New Orleans din 2005 exemplifică dezastrele provocate de om. Paradoxal, barajele pot atât preveni, cât și exacerba inundațiile. Factori de mediu, cum ar fi defrișările și pășunatul excesiv, contribuie la inundații prin creșterea eroziunii și a sedimentării râurilor. Acest lucru este evident în modul în care defrișările din Nepal și Assam afectează modelele de inundații din Bangladesh. Se așteaptă ca schimbările climatice să amplifice frecvența și severitatea inundațiilor la nivel global.
Inundații costiere
Inundații fulgerătoare
Inundații fluviale
03
Tehnologii Utilizate pentru a Face Față Inundațiilor
Informațiile în timp aproape real (NRT) privind dezastrele naturale au devenit din ce în ce mai cruciale pentru un răspuns eficient în caz de urgență și pentru minimizarea impactului. Internetul Lucrurilor (IoT) joacă un rol cheie în acest sens, furnizând date în timp real de la diverși senzori care monitorizează condițiile de mediu și starea infrastructurii. Aceste date, combinate cu instrumente de cloud computing, permit o evaluare rapidă a situației și o luare de decizii informată în timpul crizelor. Viteza și acuratețea în răspunsul la dezastre sunt vitale pentru salvarea de vieți, reducerea pierderilor economice și construirea unor comunități rezistente. "Internetul Inundațiilor" (IoF) se referă în mod specific la utilizarea IoT pentru detectarea inundațiilor în timp aproape real. Aceste progrese tehnologice transformă managementul dezastrelor, oferind informații oportune și precise factorilor de decizie și reducând potențial bilanțul fizic și uman al dezastrelor naturale.
Tipuri și Cauze ale Inundațiilor
SAR este deosebit de eficient pentru monitorizarea extinsă a inundațiilor datorită capacității sale de a furniza date fiabile în condiții meteorologice, zi-noapte. De exemplu, imaginile SAR de înaltă rezoluție combinate cu modelele digitale de elevație LiDAR pot evalua cu precizie adâncimea apei în anumite regiuni (Cian et al., 2018). Platformele aeriene, cum ar fi dronele și elicopterele, oferă o alternativă la imaginile satelitare, în special atunci când condițiile meteorologice nefavorabile împiedică colectarea datelor prin satelit. Tehnicile de teledetecție terestră, în ciuda acoperirii lor reduse, oferă o precizie geometrică mai mare și sunt utile în condiții meteorologice nefavorabile. Progresele recente în tehnicile de prognoză și asimilare a datelor permit predicția inundațiilor în timp aproape real, permițând avertizări precise privind inundațiile cu doar câteva ore înainte (Dance et al., 2019). Aceste tehnici sunt cruciale pentru minimizarea pagubelor și pregătirea pentru evenimentele de inundații.
Senzorii conectați pot fi utilizați și pentru a detecta când are loc o inundație. Varietatea dispozitivelor conectate este în continuă creștere, dar putem descrie câteva dintre cele mai reprezentative: Geamanduri inteligente: Monitorizează nivelurile apei, viteza debitului, temperatura și calitatea în zonele cu risc ridicat folosind senzori precum înregistratoare de presiune de fund, tsunamometre și indicatoare de vânt. Senzori de nivel al apei: Sistemele bazate pe IoT utilizează senzori de distanță cu ultrasunete și senzori de presiune pentru a măsura nivelurile apei în timp real, oferind alerte imediate pentru potențiale inundații. Canalizare inteligentă: Sistemele bazate pe senzori monitorizează nivelurile apei și variațiile din conductele de canalizare, îmbunătățind detectarea generală a inundațiilor.
Camerele inteligente sunt valoroase și pentru gestionarea zonelor costiere și prognozarea tsunami-urilor, utilizând tehnici precum diferența de intensitate, frecvența, scala, scăderea fundalului și modelele de contur activ. Acestea pot detecta depășirea valurilor, cu sisteme dezvoltate pentru captura continuă de imagini și detectarea automată a valurilor înalte.
Teledetecția
Viziunea Computerizată
Internetul Lucrurilor
Evoluția rapidă a tehnologiilor de teledetecție, inclusiv imagistica prin satelit și Radarul cu Apertură Sintetică (SAR), a îmbunătățit semnificativ capacitatea de a monitoriza și de a răspunde la dezastre naturale, cum ar fi inundațiile, chiar și în regiunile cu date rare. Aceste tehnologii implică colectarea de date de pe diverse platforme (terestre, aeriene și spațiale) utilizând senzori electromagnetici. Datele colectate sunt apoi procesate și analizate pentru a crea hărți precise ale inundațiilor. Diferite tehnici de procesare a imaginilor, cum ar fi clasificarea supravegheată și nesupravegheată, pragul și metodele de detectare a schimbărilor, ajută la distingerea zonelor inundate de cele neafectate.
Camerele inteligente, îmbunătățite de algoritmi inteligenți de procesare a imaginilor și de recunoaștere a tiparelor, pot efectua sarcini complexe, cum ar fi detectarea obiectelor și a mișcării, măsurarea obiectelor și recunoașterea plăcuțelor de înmatriculare ale vehiculelor, a fețelor, a gesturilor și a comportamentelor umane. Aceste capacități se extind la extragerea informațiilor spațiale din imagini pentru a detecta nivelurile apei în timp real, utilizând diverși algoritmi, cum ar fi direcția contururilor (Park et al., 2009), calculele diferenței de pixeli (Yu și Hahn, 2010) și fluxul optic (Van Ackere et al., 2019). Camerele cu infraroșu permit detectarea nivelului apei pe timp de noapte.
Casă Inteligentă: Diverși senzori detectează umiditatea interioară, fumul, temperatura și calitatea aerului, identificând probleme precum incendiile sau infiltrațiile de apă. Biosenzorii pot detecta, de asemenea, viruși în țânțari, ajutând la cartografierea bolilor în timpul inundațiilor.
04
Incendii de vegetație
04
Introducere în Incendiile de Vegetație
Un incendiu de vegetație poate apărea fie din cauze naturale, fie din cauza intervenției umane. Cauzele naturale includ fulgerele, temperaturile ridicate combinate cu lipsa de umiditate și vânturile puternice, precum și activitatea vulcanică. Intervenția umană poate fi împărțită în comportament neglijent cu materiale inflamabile și, desigur, incendiere intenționată (Uniunea Europeană, 2023). Principalele motive pentru incendiile neintenționate în mediul rural sunt țigările aruncate, focurile de tabără nesupravegheate (WFCA, 2022), arderea necontrolată a gunoiului și scurtcircuitele la diverse echipamente.
Incendiile de vegetație sunt clasificate după cum urmează: - Subteran (sau Terestru) - care evoluează în rădăcinile plantelor și în vegetația moartă prezentă în sol. Principala sa caracteristică este durata lungă și dificultatea de a-l localiza, deoarece nu produce flacără. Prin urmare, daunele aduse mediului sunt cauzate subsolului. - De suprafață - care este cel mai comun. Acest tip de incendiu de vegetație este ușor de detectat, iar intensitatea sa de obicei nu crește. - De coronament - care începe din straturile inferioare ale solului, se extinde până la cele mai înalte puncte ale coronamentului și prin acesta se răspândește în toată pădurea, folosind ca combustibil materialele găsite la suprafață. - Scântei și tăciuni - care sunt definiți ca particule arse care zboară împreună cu produsele gazoase ale combustiei și creează noi incendii.
În mod specific, un "incendiu de vegetație" este definit ca un incendiu neplanificat care poate fi cauzat fie de cauze naturale, fie de vina omului, asupra vegetației.
04
Tehnologii Utilizate în Incendii
Tehnologiile sunt un instrument important legat de gestionarea incendiilor de vegetație și privesc etapele de detectare, monitorizare și control. Combinația dintre vehiculele aeriene fără pilot (UAV-uri) și tehnologia AI poate fi utilizată atât în etapa Pre-Incendiu (Pre.I), cât și în etapa Incendiu Activ (Inc.A) și Post-Incendiu (Post.I). De exemplu, UAV-urile echipate cu senzori termici sunt utilizate pentru evaluarea incendiilor de vegetație. În etapa Pre.I, testarea și modelarea scenariilor de incendiu, monitorizarea condițiilor meteorologice și a combustibililor prezenți în zonă sunt realizate prin intermediul UAV-urilor și al AI. În etapa Inc.A, riscul este clasificat și se efectuează verificarea mobilității incendiului de vegetație. În etapa Post.I, daunele sunt înregistrate și evaluate, se creează noi planuri de evacuare, se monitorizează refacerea pădurilor și se verifică intervențiile ilegale. În toate etapele, UAV-urile și AI pot contribui semnificativ la gestionarea incendiilor de vegetație.
05
Condiții Meteorologice Extreme
05
Introducere în Condițiile Meteorologice Extreme
Fenomenele meteorologice extreme sunt evenimente de vreme sau condiții climatice neobișnuit de severe care pot cauza impacturi devastatoare asupra comunităților și a ecosistemelor agricole și naturale. 1 Evenimentele extreme legate de vreme sunt adesea de scurtă durată și includ valuri de căldură, înghețuri, ploi abundente, tornade, cicloane tropicale și inundații. Evenimentele extreme legate de climă fie persistă mai mult decât evenimentele meteorologice, fie apar din acumularea de evenimente meteorologice sau climatice care persistă pe o perioadă mai lungă de timp. 2 Exemple includ seceta rezultată din perioade lungi de precipitații sub medie sau focarele de incendii de vegetație atunci când o perioadă prelungită de secetă și căldură urmează unui sezon de creștere anormal de umed și productiv.
Evenimentele meteorologice extreme pot fi grupate după cum urmează:
Valuri de căldură Căldura extremă, sub forma acestui fenomen care implică temperaturi ridicate ce durează mai multe zile, a devenit din ce în ce mai frecventă și intensă în majoritatea regiunilor Pământului începând cu 1950, conform raportului IPCC. Valuri de frig Spre deosebire de valurile de căldură, acest fenomen, care implică mai multe zile de temperaturi scăzute, a devenit mai puțin frecvent, potrivit IPCC. Cu toate acestea, acest lucru nu înseamnă sfârșitul situațiilor neobișnuite, cum ar fi furtuna Filomena, care a paralizat Spania timp de mai multe zile. Cicloane tropicale Potrivit IPCC, acestea au devenit mai frecvente în ultimele patru decenii. În plus, se dovedesc mai distructive, deoarece duc la uragane de categorie superioară. Toate acestea ar putea fi legate de o creștere a temperaturii suprafeței mării. Secete Lipsa ploii în anumite zone ale lumii, cum ar fi Cornul Africii, este din ce în ce mai pronunțată, prelungind astfel acest fenomen și forțând mii de oameni să emigreze și să devină refugiați climatici. În plus, penuria de apă poate duce și la ciocniri violente. Ploi torențiale În același timp în care ar putea fi mai puține precipitații generale din cauza schimbărilor climatice, ploaia care cade ar putea deveni mai intensă, rezultând taifunuri capabile să provoace inundații extrem de distructive și cursuri de apă umflate.
Tehnologii Utilizate pentru a Face Față Vremii Extreme
Inteligența Artificială pentru adaptarea la schimbările climatice
Drone pentru adaptarea la schimbările climatice
Observarea Pământului pentru adaptarea la schimbările climatice
Calcul avansat pentru adaptarea la schimbările climatice
Observation systems
Internetul Lucrurilor pentru adaptarea la schimbările climatice
Realitatea augmentată și realitatea virtuală pentru adaptarea la schimbările climatice
06
Epidemii
06
Epidemii
Epidemiile sunt o creștere neașteptată, adesea bruscă, a unei anumite boli în cadrul unei comunități sau regiuni. Pandemiile apar atunci când o epidemie se produce la nivel mondial, traversând granițele internaționale și afectând un număr mare de persoane. O serie de boli transmisibile pot reprezenta amenințări semnificative pentru sănătate la nivel local, regional și global și pot duce la epidemii sau pandemii. Epidemiile și pandemiile pot fi prevenite și atenuate printr-o serie de măsuri 1 la nivel casnic și comunitar, cum ar fi o igienă bună, distanțarea socială și vaccinarea.
Tipuri de epidemii
Holera
Gripa (sezonieră)
Coronavirus
Boli transmise de țânțari
Tehnologii utilizate pentru a face față epidemiilor
Inteligența artificială
Blockchain
Tehnologii open-source
Nanotehnologie
Mulțumesc!
IA pentru adaptarea la climă
Modele meteorologice și climatice mult mai sofisticate și precise sunt dezvoltate cu inteligență artificială. De exemplu, AI a adăugat date despre temperatura suprafeței mării în modelele oceanice - ceva ce cercetătorii umani nu ar putea face. Acest lucru a avansat comunitatea științifică în înțelegerea vitezei curentului oceanic. Alte progrese în adaptarea la climă folosind IA includ sistemele de canalizare inteligente care previn inundațiile în timpul ploilor abundente și culturilor rezistente la secetă.
Inteligenţă artificială
Analizele au schimbat modul în care focarele de boli sunt urmărite și gestionate, salvând astfel vieți. Comunitatea internațională se concentrează în prezent pe noul coronavirus (Covid-19) din perioada 2019-2020, identificată pentru prima dată în Wuhan, China. Pe măsură ce se răspândește, stârnind temeri cu privire la un blocaj la nivel mondial, organizațiile internaționale și oamenii de știință au folosit inteligența artificială (AI) pentru a urmări epidemia în timp real, astfel încât să poată prezice unde ar putea apărea virusul în continuare și să dezvolte un răspuns eficient.
Observarea Pământului pentru adaptarea la climă
Observarea Pământului folosește sateliți și alte tehnologii de teledetecție sau tehnici bazate pe locație, cum ar fi stațiile meteo, pentru a aduna informații despre schimbările de pe Pământ. Volume uriașe de date satelitare ajută oamenii de știință să dezvolte noi moduri de gestionare a resurselor planetare. De exemplu, sateliții Agenției Spațiale Europene au dezvăluit noi cunoștințe despre clima Pământului, inclusiv topirea gheții și resursele de apă dulce. Observarea Pământului este, de asemenea, critică pentru sistemele de avertizare timpurie într-un scenariu de adaptare la climă, de exemplu prin reperarea uraganelor înainte ca acestea să se producă.
Alertă timpurie de cutremur (EEW)
O strategie dezvoltată pentru a trimite alerte înainte de evenimente seismice sau tsunami pentru a reduce impactul dezastrelor în multe sectoare ale societății. Sistemul EEW implică de obicei detectarea unui eveniment atunci când cutremurul s-a format pentru a oferi o mișcare detectabilă a solului. Conceptul se bazează pe faptul că undele S și undele de suprafață (adică tipuri mai distructive de unde seismice) se propagă mai lent decât undele P (mai puțin distructive). Pe baza analizelor colectate, alertele sunt comunicate autorităților cu câteva secunde sau minute înainte de producerea cutremurului pentru a lua măsurile necesare, cum ar fi evacuarea clădirilor periculoase. Sistemele EEW convenționale utilizează instrumente seismice tradiționale (adică seismometre de înaltă calitate) (G. Cremen și C. Galasso, 2020). Sistemele EEW au fost dezvoltate în mai multe țări predispuse la cutremure, inclusiv Mexic, Japonia, Turcia, România, China, Italia și Taiwan.
Tehnologii open-source
În timpul focarelor de boală, partajarea rapidă a datelor este esențială, deoarece permite o mai bună înțelegere a originilor și răspândirii infecției și poate servi drept bază pentru prevenirea, tratamentul și îngrijirea eficientă. Capacitatea tehnologiilor informaționale de a permite diseminarea și colaborarea datelor cu costuri reduse a condus la înființarea unei multitudini de depozite și platforme de tehnologie a informației pentru partajarea datelor. Majoritatea acestor activități de colectare a datelor sunt coordonate de organizații internaționale precum Organizația Mondială a Sănătății (OMS) și Centrul European pentru Prevenirea și Controlul Bolilor. În același timp, au fost dezvoltate și un număr tot mai mare de inițiative de jos în sus, de date deschise și proiecte open-source, facilitând accesul la date de cercetare și publicații științifice, precum și partajarea planurilor pentru producția de echipamente medicale critice, cum ar fi ventilatoare și scuturi faciale.
Lorem ipsum dolor
Regiunile de coastă se confruntă cu amenințări de inundații din cauza valuri de furtună și tsunami-uri induse de cicloni, cu impacturi diferite în diferite zone. De exemplu, Coasta Golfului SUA este predispusă la valuri de furtună, în timp ce California este mai vulnerabilă la tsunami. Ciclonii urmează modele sezoniere, dar tsunamiurile pot apărea pe tot parcursul anului. Valurile de furtună sunt deosebit de mortale în timpul cicloanelor. Inundațiile cu maree afectează zonele estuarelor de două ori pe zi, aducând apă sărată în interior și dăunând culturilor. Inundațiile pluviale, cauzate de precipitații intense, au impact asupra bazinelor hidrografice și a lunciilor inundabile, adesea agravate de un drenaj slab și de dezvoltarea urbană.
Boli transmise de țânțari
Bolile transmise de țânțari sunt cele răspândite prin mușcătura unui țânțar infectat. Bolile care sunt răspândite oamenilor de țânțari includ virusul Zika, virusul West Nile, virusul Chikungunya, dengue și malaria.
Senzori geochimici
Studiile sugerează că emisiile de gaz radon pot fi un precursor al activității seismice. Implementarea senzorilor geochimici pentru a monitoriza modificările emisiilor de gaze și alte date geochimice a fost implementată în câteva studii și unități de cercetare.
Tehnologia infrasunetelor
Această tehnologie definește sunetele care se încadrează sub frecvențele audibile, cuprinse între 0,003 și 20 Hz, ca infrasunete. Deplasarea suprafeței pământului sau răpirile pot fi considerate o sursă de infrasunete naturale, deoarece sunt produse de oscilația de joasă frecvență a suprafeței pământului la epicentru și regiunile înconjurătoare. Cutremurele cu magnitudinea mai mare de 5,5 mb (magnitudinea undei corporale) pot produce unde infrasunete care pot fi detectate și înregistrate cu ajutorul senzorilor de infrasunete. Japonia a dezvoltat o rețea de 30 de senzori de infrasunete KUT, care sunt senzori completi care integrează un accelerometru, un barometru și un microfon pentru detectarea infrasunetelor. Studiile sugerează că analiza formelor de undă de infrasunete înregistrate de cutremur poate oferi informații cu privire la magnitudinea și durata seismului
Realitate augmentată și realitate virtuală pentru adaptarea la climă
Realitatea augmentată (AR) și realitatea virtuală (VR) sunt tehnologii care oferă experiențe captivante. Aceasta include suprapunerea funcțiilor digitale pe medii fizice sau utilizarea hardware-ului, cum ar fi căștile, pentru a imersa complet utilizatorii. AR și VR sunt din ce în ce mai folosite pentru a ne schimba comportamentul în ceea ce privește acțiunea și adaptarea la climă. Simulând impactul schimbărilor climatice, de exemplu, căștile VR pot arăta utilizatorilor o lume cu impact asupra climei, cum ar fi schimbarea modelelor meteorologice și pierderea biodiversității.
Internetul lucrurilor pentru adaptarea la climă
Internetul lucrurilor (IoT) este lumea dispozitivelor conectate care vorbesc între ele. Acestea pot fi senzori sau dispozitive portabile care partajează date și monitorizează sisteme. Tehnologia IoT este folosită pentru a colecta și a partaja noi tipuri de date, cum ar fi schimbările în calitatea aerului și temperatura. De exemplu, senzorii care detectează incendiile pot trimite alerte de pe telefonul mobil persoanelor din zona afectată. Compania PanoAI din California folosește o platformă bazată pe IoT pentru a detecta incendiile de vegetație și pentru a transmite informații profesioniștilor din domeniul pompierilor și serviciilor de urgență. Sistemul, care combină camere puternice cu fluxuri multiple de date, monitorizează peste 5 milioane de acri de teren și detectează mii de incendii.
Seismometre:
Unul dintre cele mai de bază dispozitive utilizate în studiile seismologice. Sistemul de instrumentare implică un senzor de mișcare a solului utilizat pentru a măsura deplasarea solului în direcțiile XYZ și un sistem de înregistrare pentru a reprezenta grafic forma de undă corespunzătoare undei seismice. Forma de undă oferă proprietăți critice, cum ar fi amplitudinea și intervalul de frecvență al semnalelor seismice. Astfel de semnale pot fi extrem de dinamice, cu un interval de amplitudine cuprins între 0,1 nm și 10 m, în timp ce intervalul de frecvență este între 0,00002 Hz și 1000 Hz. Deoarece seismograful trebuie să poată capta undele seismice în acest interval dinamic, acestea sunt dispozitive foarte sensibile, ceea ce implică, de obicei, că valul înregistrat poate implica și alte zgomote naturale de mediu, cum ar fi zgomotul de la vânt, valurile oceanului sau alte activități legate de vreme, sau activitate seismică minoră și zgomotul antropic din trafic, operațiuni industriale.
+190 de țări – Rețeaua globală de inteligență artificială seismică
Monitorizarea seismică bazată pe inteligență artificială revoluționează răspunsul la dezastre în peste 190 de țări. Prin analizarea unor seturi vaste de date în timp real, inteligența artificială poate prezice replici, poate îmbunătăți avertizările timpurii și poate reduce numărul de victime legate de cutremure. Modelele de învățare automată procesează datele seismice, ajutând guvernele și echipele de intervenție în situații de urgență să ia măsuri proactive.
Precizia predicției cutremurelor bazată pe inteligență artificială
Modelele de învățare automată care analizează datele satelitare și modelele meteorologice pot prezice zonele predispuse la inundații cu o precizie de 70%. Acest lucru permite autorităților să emită avertizări timpurii, să optimizeze planurile de evacuare și să reducă impactul dezastrelor. Prognoza inundațiilor bazată pe inteligență artificială este un pas crucial către rezistența la schimbările climatice și pregătirea pentru dezastre.
Nanotehnologie
Covid-19 se răspândește rapid pe tot globul, dar există puține instrumente specifice disponibile pentru a controla pandemia în creștere și pentru a-i trata pe cei bolnavi. Măsurile de carantină, izolarea și controlul infecțiilor sunt tot ceea ce poate fi folosit pentru a preveni răspândirea bolii, iar cei care se îmbolnăvesc trebuie să se bazeze pe îngrijiri de sprijin. Ceea ce lipsește este un agent antiviral specific care să trateze persoanele infectate și, ulterior, să scadă transmiterea și transmiterea virală. Produsele pe bază de Νano sunt în prezent dezvoltate și implementate pentru limitarea, diagnosticarea și tratamentul Covid-19. Un nano-vaccin experimental a devenit primul vaccin testat într-un studiu uman.
Tehnici de învățare automată (ML) pentru predicție
Capacitatea tehnicilor ML de a explora modele de date ascunse, demonstrează un potențial promițător pentru predicția cutremurelor. Metode bazate pe reguli, învățare automată superficială și algoritmi de învățare profundă au fost deja implementate în mai multe studii pentru a facilita predicția cutremurelor. Predicția de cutremur se bazează în mare măsură pe datele istorice preluate de la senzori. Aceste date sunt folosite pentru a antrena modelele ML pentru a clasifica cu precizie semnalele de cutremur. Deoarece modelele ML necesită date extinse pentru a fi instruite, îmbunătățirea acurateței predicției și îmbunătățirea modelelor ML de cutremur este limitată din cauza indisponibilității datelor cutremurelor istorice limitate, deoarece cutremurele majore nu sunt foarte frecvente.
Internetul lucrurilor pentru adaptarea la climă
Internetul lucrurilor (IoT) este lumea dispozitivelor conectate care vorbesc între ele. Acestea pot fi senzori sau dispozitive portabile care partajează date și monitorizează sisteme. Tehnologia IoT este folosită pentru a colecta și a partaja noi tipuri de date, cum ar fi schimbările în calitatea aerului și temperatura. De exemplu, senzorii care detectează incendiile pot trimite alerte de pe telefonul mobil persoanelor din zona afectată. Compania PanoAI din California folosește o platformă bazată pe IoT pentru a detecta incendiile de vegetație și pentru a transmite informații profesioniștilor din domeniul pompierilor și serviciilor de urgență. Sistemul, care combină camere puternice cu fluxuri multiple de date, monitorizează peste 5 milioane de acri de teren și detectează mii de incendii.
Sisteme de observare
Sistemele implică și combină de obicei mai multe tehnologii și o rețea de rețele de senzori, inclusiv seismometre, accelerometre, receptoare GPS și GNNS și senzori de infrasunete.
Inundaţiile râului
Inundațiile râurilor rezultă în principal din revărsarea malurilor din cauza precipitațiilor abundente din bazinele hidrografice majore. Atunci când aceste bazine se întind în mai multe țări, precipitațiile din amonte pot provoca inundații în aval. În Bangladesh, de exemplu, precipitațiile abundente din bazinele Gange, Brahmaputra și Meghna (GBM) conduc adesea la inundații semnificative, în ciuda faptului că Bangladesh conține doar 8% din suprafața totală a acestor bazine (Paul, 2020). În America de Nord, inundațiile apar frecvent din cauza ploilor excesive de la furtunile severe de vară din Midwest, influențate de poziția curentului cu jet. Blocajele de gheață și topirea zăpezii în munți contribuie și ele la inundații. În Asia de Sud, inundațiile musonice din bazinele GBM, exacerbate de precipitații abundente și de topirea zăpezii simultane în Himalaya, provoacă revărsări de râuri care inundă terenurile adiacente. Factori precum pantele scăzute ale râului, colmația, dragarea inadecvată și sistemele de drenaj perturbate agravează situația. Urbanizarea neplanificată și schimbările în utilizarea terenurilor cresc, de asemenea, riscurile de inundații. În plus, construirea de terasamente, diguri și alte structuri de control al inundațiilor de-a lungul râurilor majore poate reduce capacitatea lor de stocare, ducând la vârfuri de inundații mai mari în aval. De exemplu, deschiderea barajului Farakka din India a fost acuzată de inundațiile severe din Bangladesh, inclusiv de o inundație devastatoare în 1998.
Sistemul global de navigație prin satelit (GNNS)
Acest sistem utilizează o constelație de sateliți pentru a determina informații precise despre locație și oră la nivel global. Cele mai cunoscute exemple sunt GPS, GLONASS, Galileo, BeiDou. Sateliții transmit semnale cu microunde care sunt recepționate de antene și receptoare terestre pentru a obține poziția antenei. GNNS le permite oamenilor de știință să recupereze fluxurile de poziționare în timp real ca serii de timp continue și, în cele din urmă, să recupereze poziția solului, deplasarea solului, viteza și deplasarea statică. Avantajul soluțiilor GNSS față de seismografele tradiționale este că nu se saturează cu mărimea și extragerea directă a formelor de undă de deplasare, acoperirea evenimentelor de defecțiuni și distribuție a erorilor și distribuției. Cu toate acestea, pentru a oferi informații utile, cutremurele trebuie să fie destul de puternice, cu o magnitudine mai mare de 7.
Holera
Holera este o infecție diareică acută cauzată de bacteria Vibrio cholerae, care infectează oamenii cel mai adesea prin apă contaminată sau prin ingestia de alimente. În fiecare an, holera cauzează aproximativ 3 până la 5 milioane de cazuri și 100 000 până la 120 000 de decese. Perioada scurtă de incubație (12 ore până la 5 zile) sporește modelul potențial exploziv al focarelor. Holera este o boală extrem de virulentă și provoacă diaree acută apoasă atât la copii, cât și la adulți. Deși trei sferturi din toți pacienții nu prezintă niciun simptom, deși bacteriile sunt prezente în fecalele lor timp de 1-10 zile după infecție și sunt aruncate înapoi în mediu, potențial infectand alte persoane. Holera poate ucide, în special pe cei cu sistemul imunitar slăbit în câteva ore, dacă nu este tratată. În plus, chiar și pacienții asimptomatici răspândesc bacteriile prin defecare, ceea ce poate duce la noi infecții.
Inundații fulgerătoare
Inundațiile rapide sunt inundații bruște, intense și localizate, cauzate de obicei de precipitații abundente într-un timp scurt. Ele apar de obicei în regiunile deșertice și muntoase, canioane abrupte, zone urbane și cursuri mici de râuri. Alte cauze includ defectarea barajului, eliberarea de blocaje de gheață și furtuni cu descărcări lente. Aceste inundații se caracterizează prin debutul lor rapid, adesea noaptea, și natura lor violentă. În ciuda faptului că afectează zone relativ mici, ele reprezintă o amenințare semnificativă la adresa vieții și pot provoca daune grave proprietății și infrastructurii. Inundațiile rapide pot muta bolovani, smulge copaci, distrug clădiri și poduri și pot declanșa alunecări de noroi în zonele muntoase. Inundațiile fulgerătoare sunt deosebit de periculoase din cauza apariției lor bruște, care lasă puțin sau deloc timp pentru avertizare. Sunt deosebit de severe în regiunile aride și semiaride din cauza lipsei de vegetație și a ratelor mari de eroziune. Exemple notabile includ o inundație din 1954 în Iran care a ucis aproape 2.000 de oameni și inundația Big Thompson Canyon din 1976 din Colorado, care a dus la 140 de morți.
Previziuni meteorologice extreme
Inteligența artificială (IA) revoluționează prognoza meteorologică extremă. Prin analizarea unor seturi vaste de date, modelele IA pot acum prezice uragane, inundații, valuri de căldură și incendii de vegetație cu o precizie crescândă, permițând avertizări timpurii și un răspuns proactiv în caz de dezastru. Guvernele și cercetătorii din întreaga lume utilizează modele climatice bazate pe inteligență artificială pentru a spori rezistența împotriva fenomenelor meteorologice extreme.
Calcul avansat pentru adaptarea la climă
Calculul avansat implică utilizarea computerelor foarte puternice, cu precizie și viteză îmbunătățite. Acestea includ supercalculatoarele – cele mai mari și mai puternice computere din lume – și computerele cuantice, care folosesc particule subatomice precum fotonii – particule de lumină – pentru a efectua mai multe calcule simultan. Se așteaptă ca calculul cuantic să avanseze modelarea și adaptarea la climă, deoarece poate prezice procese care sunt esențiale pentru prognoza meteo, cum ar fi dinamica fluidelor. Acest lucru este dificil pentru computerele tradiționale. Supercomputingul este, de asemenea, disponibil pe scară largă pentru a ajuta la modelarea vremii și a climei.
Accelerometre
Acești senzori măsoară viteza unui singur punct de pe sol și oferă informații suplimentare despre intensitatea și forțele supuse obiectului în urma tremurării solului.
Gripa (sezoniera)
Gripa sezonieră este o infecție respiratorie acută cauzată de virusurile gripale, care circulă în toate părțile lumii și pot afecta oameni de orice grupă de vârstă. Particulele de virus sunt transmise cu ușurință de la persoană la persoană prin picături respiratorii și particule mici produse atunci când persoanele infectate tusesc sau strănută. Gripa sezonieră provoacă boli care variază în severitate și uneori duc la spitalizare și deces. Majoritatea oamenilor se recuperează de febră și alte simptome în decurs de o săptămână fără a necesita îngrijiri medicale. Cu toate acestea, gripa poate provoca boli severe sau deces, în special în rândul grupurilor cu risc ridicat, inclusiv cei foarte tineri, vârstnici, femeile însărcinate, personalul medical și cei cu afecțiuni medicale grave. Se caracterizează printr-un debut brusc de febră, tuse (de obicei uscată), dureri de cap, dureri musculare și articulare, stare de rău severă (senzație de rău), dureri în gât și curge nasul. Tusea poate fi severă și poate dura două sau mai multe săptămâni. Timpul de la infecție până la boală este de aproximativ două zile.
Blockchain
Natura extrem de infecțioasă a Covid-19 înseamnă că există o nevoie presantă de a găsi soluții adecvate, de la accelerarea detectării purtătorilor de virus și oprirea răspândirii virusului până la dezvoltarea unui vaccin. Tehnologia blockchain a apărut recent ca o tehnologie cheie în domeniul critic al managementului epidemiei. Aplicațiile blockchain ar putea oferi un mijloc robust, transparent și ieftin de a facilita luarea eficientă a deciziilor și, în consecință, ar putea duce la răspunsuri mai rapide în timpul situațiilor de urgență de acest tip. În contextul acestei pandemii, blockchain-ul are potențialul de a deveni o parte integrantă a răspunsului global la coronavirus prin urmărirea răspândirii bolii, gestionând plățile de asigurări și menținând sustenabilitatea lanțurilor de aprovizionare medicală și a căilor de urmărire a donațiilor.
Drone pentru adaptarea la climă
Dronele – sau vehiculele aeriene fără pilot (UAV) – sunt aeronave nepilotate care pot fi echipate cu camere avansate și pot acoperi distanțe mari. De asemenea, pot transporta echipamente sofisticate, cum ar fi senzori pentru detectarea anomaliilor și sisteme de geo-poziționare pentru urmărirea locației foarte precisă. Dronele pot ajuta organizațiile să se adapteze la schimbările climatice prin colectarea de date vizuale despre riscul și impactul climatic. De exemplu, o companie ar putea folosi drone pentru a monitoriza sursele de apă care sunt esențiale pentru operațiunile sale. Dronele pot ajuta, de asemenea, în situații de căutare și salvare după un dezastru climatic, de exemplu prin identificarea comunităților afectate din zone greu accesibile.