Phòng ngừa và chuẩn bị
Nhật Bản, nằm trên Vành đai lửa Thái Bình Dương, chịu khoảng 20% số trận động đất mạnh (từ 6 độ richter trở lên) trên toàn cầu. Sau thảm họa động đất - sóng thần năm 2011, Nhật Bản đã đầu tư mạnh vào công nghệ phòng ngừa. Hệ thống cảnh báo sớm động đất sử dụng mạng lưới 1.690 máy đo địa chấn, do Cơ quan Khí tượng Nhật Bản (JMA) và Viện Nghiên cứu Khoa học Trái đất và Phòng chống Thảm họa quốc gia (NIED) vận hành. Hệ thống này phát hiện sóng P (chấn động ban đầu) và gửi cảnh báo qua điện thoại, tivi, radio chỉ vài giây trước khi sóng S (rung lắc mạnh) xảy ra.
Công nghệ cách ly địa chấn được áp dụng rộng rãi, với hơn 4.000 tòa nhà sử dụng vòng bi cao su, lò xo hoặc bộ giảm chấn để hấp thụ rung lắc. Tháp Tokyo Skytree sử dụng hệ thống shinbashira với cột lõi đối trọng triệt tiêu dao động. Công nghệ AI, IoT và điện toán đám mây hỗ trợ mô phỏng thảm họa, tối ưu hóa thiết kế công trình. AR/VR được sử dụng để đào tạo sơ tán, như ứng dụng CERD-AR của Đại học Osaka.
Nhiều bang ở Mỹ, nhất là California, Alaska và Hawaii, cũng đối mặt với nguy cơ động đất và sóng thần cao. Hệ thống cảnh báo sớm ShakeAlert, vận hành bởi Cục Khảo sát Địa chất Mỹ (USGS), sử dụng mạng lưới cảm biến địa chấn để phát cảnh báo vài giây trước rung lắc mạnh. Tuy nhiên, hệ thống này triển khai chậm hơn Nhật Bản, chủ yếu hoạt động ở Bờ Tây và chưa đạt độ phủ rộng như mạng lưới Nhật Bản.
Về xây dựng, Mỹ áp dụng các tiêu chuẩn nghiêm ngặt ở California, như Quy chuẩn Xây dựng California (CBC), yêu cầu sử dụng vật liệu hấp thụ chấn động và móng linh hoạt. Các tòa nhà cao tầng ở San Francisco và Los Angeles thường sử dụng bộ giảm chấn hoặc hệ thống cách ly địa chấn. Mỹ cũng sử dụng mô phỏng AI để dự báo thiệt hại, nhưng không tích hợp IoT và AR/VR sâu rộng như Nhật Bản. Nước này đào tạo cộng đồng chủ yếu dựa vào diễn tập và tài liệu trực tuyến, thay vì công nghệ thực tế ảo.
Khu vực Viễn đông của Nga như Kamchatka tập trung vào giám sát địa chấn hơn là công nghệ xây dựng. Hệ thống cảnh báo sóng thần tại Kamchatka sử dụng các trạm quan sát địa chấn và phao đo sóng để phát cảnh báo sau động đất, như trận động đất 8,8 độ richter hôm 30-7. Nga ít áp dụng công nghệ cách ly địa chấn trong xây dựng, do các khu vực nguy cơ cao như Kamchatka có mật độ dân cư thấp. Thay vào đó, Nga ưu tiên sơ tán khẩn cấp và đào tạo cộng đồng qua các chương trình truyền thống. Công nghệ AI, IoT hay AR/VR gần như chưa được triển khai trong phòng ngừa thiên tai.
Đánh giá và ứng phó
Nhật Bản dẫn đầu trong việc đánh giá và ứng phó nhanh chóng. Đại học Tohoku phát triển hệ thống dự đoán thiệt hại sóng thần trong 30 phút, cung cấp thông tin về chiều cao sóng, phạm vi ảnh hưởng và số lượng nạn nhân. Máy bay không người lái (drone) sử dụng AI và hình ảnh hồng ngoại nhiệt để xác định người sống sót trong các khu vực khó tiếp cận, gửi dữ liệu 3D thời gian thực cho lực lượng cứu hộ. Robot Quince, được thiết kế để hoạt động trong môi trường nguy hiểm như khu vực phóng xạ, đã chứng minh hiệu quả trong nhiều thảm họa. Ngoài ra, nhờ hệ thống cảm biến IoT tích hợp với siêu máy tính và hình ảnh vệ tinh hỗ trợ dự báo, các ứng dụng giúp Nhật Bản phản ứng nhanh và chính xác, giảm thiểu thiệt hại.
Mỹ sử dụng hệ thống dự báo sóng thần của Trung tâm Cảnh báo Sóng thần Thái Bình Dương (PTWC), có khả năng dự đoán trong 3 giờ. USGS cung cấp dữ liệu địa chấn thời gian thực, hỗ trợ mô hình hóa thiệt hại. Tuy nhiên, Mỹ chưa phát triển hệ thống đánh giá nhanh trong 30 phút như Nhật Bản. Máy bay không người lái được sử dụng trong cứu hộ, nhưng chủ yếu ở các khu vực đô thị lớn và chưa tích hợp AI sâu rộng. Robot cứu hộ tại Mỹ đang trong giai đoạn nghiên cứu, chưa được triển khai thực tế. Mỹ tập trung vào phối hợp liên ngành giữa các cơ quan và lực lượng cứu hộ địa phương, nhưng thiếu tích hợp IoT toàn diện.
Nga có hệ thống giám sát tại Kamchatka cung cấp dữ liệu cơ bản sau động đất, nhưng không có công nghệ dự đoán thiệt hại nhanh như Nhật Bản hay Mỹ. Máy bay không người lái và robot cứu hộ chưa được sử dụng rộng rãi trong cứu hộ thiên tai. Nga chủ yếu dựa vào lực lượng cứu hộ truyền thống và sơ tán dân cư, với thời gian phản hồi chậm hơn do cơ sở hạ tầng hạn chế ở vùng Viễn Đông.
Nhìn chung, Nhật Bản vượt trội trong việc ứng phó động đất và sóng thần nhờ công nghệ tiên tiến, chính sách dài hạn và nhận thức cộng đồng cao. Mỹ có tiềm lực mạnh nhưng chưa đồng bộ, trong khi Nga còn nhiều hạn chế do địa lý và nguồn lực. Các quốc gia khác có thể học hỏi từ Nhật Bản để xây dựng hệ thống chống thiên tai hiệu quả hơn, đặc biệt trong bối cảnh biến đổi khí hậu làm gia tăng tần suất thảm họa.
