2011年4月13日水曜日

地震予測との付き合い方と今後。

地震予測と付き合うには、どうやって地震が予測されているのか知る必要がある。

究極的な地震予測というのは、MRIで極小のがん細胞群を探すように、地球を丸ごとリアルタイムで密度の高いボクセルデータが得られるようにスキャンし、そのデータに基本的な物理法則をあてはめるだけで可能となる。
後は適当にトラップを仕掛けたりシミュレーションの結果に応じてアラートが出るようにするだけとなる。
現在、衛星から送られてくる各種データは地球の表面付近に関しては、これに近いものがある。

現在の民間のテクノロジーではこのようなSF的な手法は規模的にも不可能なので、地球の体積に対しては、わずかな数ともいえる大量のセンサーを地球に張り巡らし、可能な限り実測に近づくように、計算によって補正するしかない。
局所的には、それなりの密度で、既に配備されたり検討されている。

地球上には、様々な目的でありとあらゆるセンサーが配置されている。
規則正しく配置されているわけでもなく、特定用途に特化したデータなので、そのままでは使えない可能性が高いが、地震予知に使えるデータと言うのは相当量ある。
こういったデータを集めて適切に処理をすれば前述のボクセルデータを低解像度化したものと近似するはず。

ただし、得られるデータは不完全で、その地点における平均的なデータと言う保証もないため、様々な補正やフィルタリングが必要となる。

現実的には地震の予測というのは次のような手順で可能となる。
(あくまで例。気象庁発表の物とは関係がない)

1.各種センサーのデータを取得し過去から現在までを蓄積する

2.過去の地震データと比較し同調するデータを探す

3.そこからフィルタしたり補正する。

4.方程式を作る

5.パラメータに未来の時間を与えて、地震を予想する

地震の予測に限らずあらゆる事象の未来はこうやって予測する。

地形や地層を観測するだけでなく、地磁気や電離層のデータ、直近の地震の数や周波数などが現在の所、有用である事が分かっている。

ただし、それらのデータの中には地震との因果関係は不明ということにしておいてくれ的な社会的雰囲気のあるものがあるが、とりあえず蓄積して同調する部分を探すと言う作業は無駄ではないはずで新たな発見もあるはずである。

他系列に従属する可能性もあるので、フィルタとして利用可能となる場合もあり、データを集める段階で有用か無用かは判断できない。
(しかしながら、同じ宇宙において、すべての事象は必ず関連性があるはずで、そうみえないのは人間の英知がそれを理解するに至っていないためである)

センサーは機械とは限らず、時に人間の感覚や、動物の行動ということもありうる。
中にはカルトちっくなデータもあるかもしれないが、蓄積して評価する価値はどんなデータにもあるはず。

たとえば、昨日すったタバコの本数と、今日地震が起こる確率は結びつくとは思えないが、データが集まると同調する系列も見つかる可能性があり、実はタバコをすった本数は、何々と同調していて、その系列は、地震と同調していたなんていう事もあるかもしれない(極論)

とにかくデータ化し、過去の地震と比較できるようにすることが重要。

たとえば地震雲やオーロラなどの3次元に展開する複合的な事象は、そのままではデータ化するのが難しいため、同調するほかのデータを探すか、各要素に分解し、それぞれに注目して数値化する必要がある。

鳥やネズミ、魚等の異常行動なども、直接的に数値化するのが難しいので、同様な手法で数値化する必要がある。
(たとえば移動した経路や方角、距離、跳ねた高さ、目撃した数、近隣の個体数など)

天文学的事象や気象データや、陸にのしかかる重しの加減(月の引力や海の偏り、季節)なども統一したデータにし、影響を検証しあえるようにしなければならない。

雨が降って地盤がゆるくなったなどと言うものも数値化したところで、感覚的な指標は導けるものの信憑性に欠けるデータしか得られない。
現在のテクノロジーでより詳細なデータは得られるはずだがコストの面や配備するには土地を占有する必要性などもあるため現実的には不可能となる。
わずかな手がかりから予測するしかなく、生のデータを得るという事がなかなかできないのが現状。

したがって、生のデータを得られない限り、あらゆるデータを集め、他と比較して関連性を見出すことが最も重要である。

とくに、あらゆる波または粒子の数や分布といったものは、応力や圧力といったものとも同調し、既存のデータも豊富なので、地震と言うものの傾向をつかむための有効な手段となる。

4 と 5 が困難で、3 まで行い、人間が直感で判断するという場合も古来より多々あり、現在でも行われている。
あるいは効率の面で、ある程度の確信を持った後で4の方程式を導き出す場合もあると思う。

NやJといった系列を利用することで異なる次元の単位も統一され、方程式を導き出しやすくなる。
なので、単位を統一し、他の系列との影響や従属関係なども明らかにすれば、高校生の教科書に載っているレベルの数学で 4 と 5 は容易になる。

統一した方程式が見出せない場合でも、それぞれの方程式におけるアラートをカウントし総合的に評価するなどすれば、発展途上であってもそれなりの結果が得られる。

実際に評価する場合にはこういったカウント方式をとることになろう。
一本化した方程式を見出すのは単位を統一したとしても統合できない系列もあるため不可能に近いか、他と同調しないデータであるという見方が強まるため振り出しに戻る。
プログラム的にもコストが増えるので系列ごとに評価し、そこから最後の選択である「起こるか起こらないか」を判断する事になる。

そうやってできた予測の仕組みにおいて、実際に、何月何日に、「地震が起きる可能性が高い」といった結果が出た場合、それは何を示すのかというと、直接的に「地震が起こる」という事を示したものではない。
前述したように生のデータを見ているのでない限り、推測という域を出ることはない。

あくまで同調したデータの先を見ると、そこにはかつて地震がおきた実績があるというだけのことだ。

同調するデータが発見された場合、その系列のうち同調しなかったものが、なぜ同調しなかったのか原因をつきとめフィルタや補正してやるという作業を繰り返すことで、精度が高まっていく。

いずれにせよ、たった1種類の観測または、たった1回の計測で得たデータで判断することはできない。蓄積されたデータが地震と同調する、あるいは同調される方法を見出さない限り、毎回、振出から予測しているようなもので精度が上がることはない。
動物の異常行動、耳鳴りや、磁場、電磁波などの測定もこの類に入る。
継続して計測し、データを蓄積しなければ、その先にあるデータを予想することはできないのだ。

また、「地震」というものは、そういった事象の総称であり、それ自体が複数の事象を示している。
蓄積したデータというのは、各々の種類の地震についてのみに同期する可能性が高い。
ある種類の地震は予測できても、別の種類の地震は予測できないという事になる。

そのようにできる限り事象を分解し個々を特定して予測しなければならなず、地震と言う総称で「起こるか・起こらないか」を予測していては正しい結果が得らるはずがない。
また、エネルギーが大きいものが有感であるとは限らず、エネルギーがたまっているからと言って有感の地震が発生するというわけでもない。
実は時間当たりに微動と言える地殻変動のほうがエネルギー総量が高いことが分かっている。
なので有感地震のみならず微動も捕らえてデータ化する必要がある。

最近、地震予測のサイトが活気付いている。

こういった手順で行われているものが大半を占める。
(中には超人的能力を発揮した結果と見受けられるものもあるが、私も地震とは関係ないある分野においては超感覚の持ち主となる場面もあるので、確かめるまでは否定できないと思っている)

しかしながら、もちろんデータの書式は統一されていないし、判断材料も異なる。
また、蓄積したデータから判断しているわけではなく、単発的に判断しているようなものも見受けられ、もったいない事になっている。

ある予測方法ではあたり、ある予測方法でははずれる。
これを統合するだけでも精度は高まるはずである。

現状では、ある特定の地震予測理論に基づいて、そのためのセンサーを自費で設置し、得られたデータもその目的でしか使われていない。
他の地震予測理論のみならず、異なる分野で蓄積されたデータも積極的に検証して同調性や従属関係を調査するのがベストと言える。

統一したフォーマットで、誰でもデータの提供と取得ができるような場所さえあれば、あとはプログラム次第でロジックに集中できるようになり、誰でも自分の方法で地震を予測できる日が来ると思うのだけど。

細部は見えてこなくとも、アラートの有無とそのアラートの原因ぐらいは単純なプログラムで出せるようになるので、それを見た上で地震予測を行えば、既存の地震予測そのものの精度も向上するのではなかろうか。


地球と言うものの特定のデータをSQL文みたいなコマンドで簡単にデータの入出力ができるプロトコルあるいは、twitterのようなAPIもあれば、便利かもしれない。

所詮は、私利私欲に走りがちな人類には無理な課題かもしれないが、参加者の利権を確保できるようなオープンソース的なプロジェクトが立ち上がり、今後も今ぐらいに地震予測に注目されているのであれば、その成長は早いかもしれない。

地震大国と言われるぐらいなのだから、このぐらいのデータベースを税金で作ってもよいと思うのだけど。
というよりも惑星表面に生息する以上不可欠なデータであると思うのに、それがなされていないのはなぜなのか。
将来、人類は、火星探査や他の惑星に行く機会も増えると思われることから、こういったノウハウの蓄積は地球人にとって必要不可欠である。

とにかくどういったデータも選り好みすることなく、消化し、検証することが必要だ。


と思った今日この頃。

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