В случае с катастрофой на Фукусиме (Фукусима-дайити, 11 марта 2011 года) ошибка действительно была связана с недооценкой рисков экстремальных событий, что идеально вписывается в концепцию распределений с тяжёлыми хвостами. Давай разберём, что именно произошло и с чем это связано — с моделями землетрясений или цунами.
Что произошло?
Катастрофа началась с мощного землетрясения магнитудой 9.0 (по шкале Рихтера), за которым последовало цунами с волнами высотой более 14 метров (местами до 40 метров). Атомная электростанция Фукусима-дайити была спроектирована с учётом определённых рисков, но эти риски оказались недооценёнными. В результате цунами затопило станцию, вывело из строя системы охлаждения реакторов, что привело к серии взрывов и выбросу радиации.
Ниже есть продолжение.
Ошибка в моделировании
Ошибка была связана и с моделями землетрясений, и с моделями цунами, но основная проблема заключалась в недооценке высоты и силы цунами. Вот детали:
1. Землетрясения:
* Проектировщики станции исходили из исторических данных о землетрясениях в регионе Тохоку. Максимальная магнитуда, которую они считали вероятной, была около 7.5–8.0. Землетрясение магнитудой 9.0 оказалось за пределами их ожиданий.
*. Это классический случай игнорирования тяжёлых хвостов: вероятность землетрясений экстремальной магнитуды (выше 8.5) считалась ничтожно малой на основе нормальных или экспоненциальных моделей, хотя геологические данные могли намекать на возможность таких событий (например, из истории о цунами 869 года — цунами Дзёган).
2. Цунами:
* Защитная стена станции была рассчитана на высоту волны около 5.7 метра, что соответствовало историческим максимумам цунами в этом регионе за последние 100–200 лет. Реальная волна более чем в два раза превысила этот уровень.
* Модели цунами, использованные при проектировании, не учитывали редкие, но возможные события с тяжёлыми хвостами — такие, как цунами, вызванные мега-землетрясениями в субдукционных зонах. Эти события имеют низкую частоту, но огромную разрушительную силу.
Связь с тяжёлыми хвостами
* Недооценка вероятности: Как и в случае с ЦАХАЛ, инженеры и регуляторы в Японии использовали модели, предполагающие экспоненциальное падение вероятности экстремальных событий (например, землетрясений магнитудой выше 8.5 или цунами выше 10 метров). Однако распределение таких природных явлений ближе к степенному закону (с тяжёлыми хвостами), где вероятность катастрофических событий остаётся значимой.
* Исторические данные: Ограничение анализа историческими данными (за последние несколько веков) не позволило учесть редкие, но реальные события из более далёкого прошлого, такие как упомянутое цунами Дзёган.
* Последствия: Как и в примере с ЦАХАЛ, игнорирование тяжёлых хвостов привело к катастрофе: системы защиты оказались недостаточными для реального масштаба угрозы.
Что было первично?
Хотя ошибка затронула обе модели (землетрясений и цунами), основной упор в критике после катастрофы делался на модели цунами. Землетрясение само по себе не разрушило станцию напрямую — оборудование выдержало толчки. Но цунами, превысившее расчётную высоту стены, стало решающим фактором. Таким образом, ключевая ошибка была в недооценке высоты и силы цунами, хотя корень проблемы лежал в непонимании вероятности экстремальных землетрясений, которые их вызывают.
Вывод
В Фукусиме ошибка была аналогична той, что ты упомянул в случае с ЦАХАЛ: планирование не учло тяжёлые хвосты распределения рисков. В основном это касалось моделей цунами, но корни проблемы уходят к недооценке вероятности мощных землетрясений. Если бы проектировщики использовали модели с тяжёлыми хвостами, защитные меры (например, более высокая стена или размещение критических систем выше уровня моря) могли бы предотвратить катастрофу.
No comments:
Post a Comment