Računari i lavine

Visoka tehnologija u borbi protiv jedne od najopasnijih situacija u kojoj možete da se nađete

Opasnost od lavina preti ljudima od kada su počeli da žive blizu planina pokrivenih snegom. Najveći zabeleženi gubitak ljudskih života u istoriji je slavno Hanibalovo prelaženje preko Alpa 218. g. pre nove ere, kada je nastradalo više od 18.000 vojnika. U današnje vreme, svake godine oko 300 ljudi pogine u lavinama. Ovaj broj je gotovo nepromenjen već decenijama. Kako je to moguće kada tehnike i tehnologije koje se koriste pri spasavanju napreduju, a prevencija u vidu detaljnih globalnih mapa rizičnih područja smanjuje broj naselja u zonama potencijalnih lavina? Odgovor leži u ljudskoj znatiželji. Svake godine sve više turista, alpinista i entuzijasta napušta bezbedne regione u želji da istražuje prelepe, snegom okovane planine. Prema najnovijim statistikama, više od 90 odsto lavina izazivaju osobe na skijama ili snoubordu koje su napustile bezbednu zonu. Većina njih su muškarci u trećoj deceniji života, koji precenjuju svoje sposobnosti i potcenjuju opasnost planine.

Alpi

Mnoge lokacije na svetu imaju ustanove za blagovremeno javljanje i ublažavanje posledica lavina. Himalajske nacije, Kanada, Kolorado, Aljaska, skandinavske zemlje i Novi Zeland imaju stanice za istraživanje lavina. Međutim, kada se govori o ovoj oblasti, većina stručnjaka slaže se da je jedna ustanova na prvom mestu – švajcarski Institut za istraživanje snega i lavina (SLF). Evropski Alpi, koje dele Austrija, Švajcarska, Italija i Francuska, jesu region sa najviše lavina, gde godišnje nastrada oko 110 ljudi. Tokom 1999. godine u Švajcarskoj se desilo više od 1200 lavina, nastradalo je 17 osoba, hiljade su evakuisane, a šteta je iznosila više od 450 miliona evra. SLF je osnovan 1931. godine, a nakon tragedija početkom pedesetih godina prošlog veka intenzivira se rad na projektima za suzbijanje lavina i minimizovanje njihovih posledica. Nakon događaja iz 1999. godine, SLF je dobio zadatak da pronikne u suštinu problema – da ispita sneg i lavine do najsitnijih detalja kako bi pomenute tragedije mogle potpuno da se iskorene. Naravno, to je samo delić delatnosti instituta. Više od 120 naučnika radi i na istraživanju klimatskih promena, planinskih ekosistema i biološke raznolikosti u Alpima, a bave se praćenjem i analizom permafrosta. U svom tom istraživanju koristi se sva tehnologija koja može da funkcioniše u Davosu, na 1645 metara nadmorske visine, gde je sedište instituta. Tu su randgenski kompjuterizovani tomografi, elektronski mikroskopi, specijalni radari i helikopteri opremljeni laserskim meračima distribucije snega.

Većina nas čula je da je svaka pahulja snega jedinstvena. Zbog dipolne prirode molekula vode, kristali leda organizuju se u strukture kojima je zajednički samo šestostrani oblik, ali sa svakim novim molekulom vode u kristalu broj varijacija u obliku pahulje raste. Ipak, kao što je moguće golim okom razlikovati drugačije tipove snega, tako je moguće napraviti osnovnu podelu tipova pahulja. Na –2 stepena Celzijusove skale dobijamo poznate zvezdice koje deca toliko vole, na –5 stepeni formiraju se duguljaste, tanke iglice, dok se na –20 stpeni formiraju šestougaone pločice. Umesto gledanja pod mirkoskopom, SLF za analizu pahlja koristi specijalnu vrstu kompjuterkog tomografa slilčnog medicinskim skenerima u bolnicama. Razlika je u tome što ovaj specijalno kalibrisani uređaj ne dovodi do zagrevanja uzorka, pa tako može da se dobije detaljna struktura unutar uzorka snega na tačno željenoj temperaturi. S druge strane, kao što je u medicinskim ustanovama u stanju da pravi 3D prikaz unutrašnjosti ljudskog tela, u SLF-u ovi tomografi prave 3D slike snežnih kristala sa rezolucijom od 20 mikrometara. Još jedno od impresivnih postrojenja koje se nalazi u SLF-u je vazdušni tunel u kojem se ubrzavaju različite mešavine snega, a zatim pomoću lasera, ultrazvučnih emitera i sličnih mernih uređaja određuje prodiranje vetra, vlage i toplote kroz snežni pokrivač. Tu su i specijalno dizajnirani uređaji kao mikrotalasni radar u X opsegu za nadgledanja padavina ili superbrza kamera visoke rezolucije zasnovana na detektorima pojedinačnih fotona sa nanožicama od superprovodnika.

Izazov

Glavni izazov kod istraživanja lavina je to što njihova priroda otežava dosledno sakupljanje podataka. Lavine su ekstremni događaji koji se dešavaju relativno retko. Dešavaju se naglo, bez vidljivog upozorenja, i na osnovu svega što se do sada zna o njima nije moguće predvideti da li će se desiti mala, lokalizovana lavina ili ogroman odron u kojem može da nastrada mnogo ljudi. Pošto tajna leži unutar samog snega u rizičnim područjima, istraživači iz SLF-a počeli su namerno da idu u zone sa visokim potencijalom da se desi lavina. Upravo su takav rizik i svakodnevno izlaganje ospasnosti razlog zašto su naučnici u SLF-u specifična vrsta ljudi – posvećeni naučnici sa avanturističkim duhom, koji nakon celog dana istraživačkog rada najviše vole da ponovo odu na planinu, sa skijama ili snoubordom.

SLF-ov stari „poligon” za testiranje bio je u blizini Davosa na vrhu planine Vajsflujoh (Weissfluhjoch) na 2,5 km nadmorske visine, ali u novije vreme bio je potreban region sa češćim i većim lavinama. Zato je izabrana lokacija 300 km dalje, u strmoj dolini Sion na istočnim obroncima planine Creta Besse. Na 2700 metara nadmorske visine izgrađen je bunker, u kojem je bezbedno smešteno postrojenje za testiranje dinamike lavina pune snage. Kada lavina počne, snežna masa dostiže brzine do 130 km/h, kada nosi sve pred sobom – drveće, zemlju, kamenje. Dok se teži slojevi snega kreću blizu zemlje, lak, praškasti sneg formira oblak visok i do 100 metara. Kada lavina stane, njena velika težina dovodi do sleganja i masa postaje čvrsta kao beton. Ironično, ovo novo postrojenje pušteno je u pogon baš pre strašnih lavina 1999. godine. Tokom jedne od lavina te sezone, vrh ovog dvospratnog bunkera našao se zatrpan ispod šest metara mešavine svega koju je lavina pokupila na putu niz planinu. Pošto je petoro naučnika u zatrpanom bunkeru imalo dovoljno vazduha samo za četiri sata, spasioci su slegnuti sneg sekli motornim testerama kako bi stigli na vreme.

Simulacija

Za posmatranje lavina koristi se više od 20 instrumenata. Na tri lokacije u dolini Sion, na različitim dubinama, zakopani su radari sa kontinualnim talasima promenjive frekvencije. Ovi uređaji koriste se za praćenje protoka snega i erozije tla prilikom lavina. U dolini si i veliki čelični piloni (stubovi) na kojima su optički brzinski senzori, detektori snage udara, sonde za merenje gustine snežne mase u toku i nakon sleganja i drugi instrumenti kao dinamički barometri i merački protoka. Tokom zime naučnici iz SLF-a konstantno prate meteorološke parametre na osnovu kojih mogu da pretpostave kada su se stekli preduslovi da će lavina da se formira u toku sledeća tri dana. Tada se obavi lasersko merenje snežnog pokrivača iz helikoptera i počinje čekanje uz monitore računara, u koje se slivaju podaci iz svih senzora u dolini i satelita za meteorološka osmatranja.

Borba protiv lavine zapravo je bitka sa vremenom. Bez obzira na snagu lavine, 93 odsto zatrpanih osoba preživi ako budu spaseni u prvih 15 minuta. Pola sata kasnije preživi manje od trećine pronađenih jer im nestane kiseonika. Nakon dva sata ispod lavine preživljava manje od deset procenata ljudi. Iako početak i tačan tok lavine ne mogu tačno da se predvide, upravo zbog navedene oskudice vremena neophodno je unapred i što tačnije znati koji su potencijalni ishodi. U te svrhe u SLF-u razvijen je SAMMS ili Rapid Mass Movement Simulator. U pitanju je 3D softverski model koji koristi decenijama skupljane obrasce kretanja lavina i jednačine za dinamiku fluida kako bi procenio moguće ishode lavina u svim rizičnim zonama. Švajcarska vlada koristi ovaj sofver za analizu svih puteva i naselja koje potencijalno mogu da zadese lavine. Do prošle godine ove simulacije obavljane su svaka 24 sata, a od ove sezone rade se dva puta dnevno.

Sneg svuda

Dok se u SLF-u nastavlja rad na razumevanju lavina, njihova istraživanja imaju direktan uticaj na mnoga druga dešavanja i delatnosti koje imaju veze sa snegom. Naučnici u ovom institutu shvataju sneg mnogo drugačije od prosečne osobe. Dok većina nas vidi sneg kao inertnu hladnu masu, ovi naučnici na njega gledaju kao na dinamičan skup ledenih kristala koji se neprestano menjaju jer su veoma blizu tačke topljenja. U ovom institutu idu čak toliko daleko da dopremaju sneg sa Antarktika, čijim ispitivanjem poput vremenske kapsule dobijaju uvid u padavine kroz vekove. Takođe, u hladnoj laoboratoriji SLF-a naučnici su u stanju da prave sneg specifičnog kvaliteta na temperaturama i do –40 stepeni. Njihova istraživanja koriste brojne organizacije i kompanije. Ekološke organizacije iz celog sveta od Islanda do Čilea interesuju se za izučavanja alpskog ekosistema. Proizvođači uređaja za veštački sneg, koji je neophodan u brojnim zimskim centrima kada nema padavina, direktno koriste podatke o tipovima snega i njihovom dobijanju. Kompanije koje prave sportsku opremu interesuje interakcija različitog snega sa materijalima za nove skije, snouborde ili zimsku odeću. Na kraju, tu su i organizatori zimskih Olimpijskih igara u Sočiju, koji konsultuju upravo stručnjake iz SLF-a pri spremanju snežne podloge za svoja borilišta.

Možda još nismo u stanju da potpuno predvidimo i pobedimo lavine, ali uz razumevanje, prevenciju i upotrebu dobrih modela za simuliranje postoji dobra šansa da će broj ljudi koji svake godine nastrada u lavinama konačno početi da se smanjuje.

Dragan KOSOVAC