Jak liczy HazardSim

Każda liczba w symulatorze pochodzi z kilku krótkich wzorów i garstki otwartych zbiorów danych. Ta strona dokładnie opisuje, co robi kod, łącznie z miejscami, w których liczy tylko w przybliżeniu.

Zaktualizowano 18 września 2026

HazardSim odpowiada na jedno pytanie: gdyby katastrofa o danej skali wydarzyła się tutaj, jak duży obszar by objęła i ile osób tam mieszka? Nie mówi, czy takie zdarzenie jest w tym miejscu możliwe ani jak bardzo prawdopodobne. Skalę wybierasz ty, a strona nakłada ją na prawdziwy teren i prawdziwe miejscowości według kilku prostych reguł. Opisujemy je niżej razem ze stałymi z kodu.

Na co symulator odpowiada, a na co nie

Żaden model uskoków nie rozstrzyga, czy dane wybrzeże może wywołać trzęsienie o magnitudzie 9, i żaden model oceanu nie przenosi fali przez Pacyfik. Wyniki są deterministyczne: to samo miejsce i te same ustawienia zawsze dają te same liczby. Animacja jest tylko ozdobą. Zalanie liczy się w jednym przebiegu, a potem odsłania przez mniej więcej trzy sekundy. Nic nie zależy od czasu, więc nie ma czasu dotarcia fali, ostrzeżenia ani ewakuacji.

Dane pod spodem

Teren i siatka

Wysokości pochodzą z kafli Mapbox Terrain-RGB, a zapasowo z Mapbox Terrain-DEM. Kolory pikseli są dekodowane według opublikowanego przez Mapbox wzoru wysokość = −10 000 + (R × 65 536 + G × 256 + B) × 0,1 m. Model łączy źródła o różnych poziomach odniesienia, więc wysokości blisko poziomu morza nie są dokładne, a na płaskim wybrzeżu drobne błędy daleko przesuwają linię zalania.

Kod wybiera najbardziej szczegółowy poziom przybliżenia, od 14 w dół do 6, przy którym obszar obliczeń ma najwyżej 780 pikseli szerokości i 620 000 pikseli łącznie, a potem wczytuje wszystkie całe kafle, które go pokrywają (najwyżej 42). Komórka ma 156 543 m × cos(szerokość geograficzna) ÷ 2^zoom: na 45° szerokości to 6,8 m przy zoomie 14, 27 m przy zoomie 12 i 54 m przy zoomie 11. Wału węższego niż jedna komórka może w siatce w ogóle nie być.

Obszar obliczeń

Jeśli wybrany punkt leży w obrębie miejscowości, obszar to jej prostokąt otaczający poszerzony o 14% oraz o zasięg zagrożenia: wysokość fali × 250 m dla tsunami, 12 km dla wzrostu poziomu morza, zewnętrzny pierścień dla meteorytu (zasięg ograniczony do 60 km). Wysokość obszaru jest ograniczona do 1,4° szerokości geograficznej, a dla małych zagrożeń jeszcze bardziej. Zbyt duży prostokąt zastępuje kwadrat wyśrodkowany na twoim punkcie. Poza miejscowościami obszar obejmuje 82% widocznej mapy wokół punktu, więc przybliżenie mapy może zmienić wynik.

Granice miast i liczba ludności

Kliknięcie wysyła zapytanie do Nominatim, geokodera OpenStreetMap, na poziomach przybliżenia 10, 12 i 8, i bierze pierwszą odpowiedź z wielokątem granicy. Morza, zatoki, państwa, stany i regiony są odrzucane, podobnie jak wszystko, co ma ponad 1,2° wysokości, 2,4° szerokości lub 12 000 km² powierzchni. Bez wielokąta używany jest prostokąt otaczający, a jako powierzchnię przyjmuje się 72% jego pola.

Liczba ludności pochodzi ze znacznika population granicy. Jeśli go nie ma, z wyszukiwania tej samej nazwy w Nominatim w obrębie prostokąta. Jeśli i to zawiedzie, z największego zaludnionego węzła typu city, town, borough, suburb lub village, jaki Overpass API znajdzie w tym obszarze. Gęstość to liczba ludności ÷ powierzchnia, ograniczona do 1–100 000 /km². Wynik powyżej 60 000 /km², czyli gęściej niż w najbardziej zatłoczonych dzielnicach Dhaki czy Manili, oznacza, że OpenStreetMap przypisał liczbę mieszkańców całego miasta do mniejszego obrysu, więc kod ignoruje tę wartość. Gdy OpenStreetMap w ogóle nie ma liczby ludności, kod przyjmuje wartość typową dla rodzaju miejscowości: od 6 000 /km² dla dzielnicy lub przedmieścia i 4 500 dla miasta do 700 dla wsi i 300 dla powiatu (2 500, jeśli typ jest nieznany). Suwak gęstości zastępuje to wszystko. Granice administracyjne często obejmują pola uprawne, więc średnia gęstość jest zwykle niższa niż w centrum.

Wulkany

Czerwone znaczniki to 1 560 rekordów (kilka wulkanów występuje dwukrotnie) z listy wulkanów holoceńskich Global Volcanism Program Instytutu Smithsona. Punkt w promieniu 40 km od wulkanu wybiera ten wulkan, a erupcja ma środek w samym wulkanie, nie w miejscu kliknięcia. Dalej nic nie jest liczone: strona podaje najbliższy prawdziwy wulkan i proponuje przejście do niego.

Tsunami: wypełnianie obszaru, które traci wysokość

Sprawdzenie wybrzeża. Zanim po kliknięciu lub wyszukaniu ruszy symulacja tsunami albo wzrostu poziomu morza, kod wczytuje zgrubny teren (zoom 8, komórki o boku ok. 600 m na równiku) i liczy komórki na wysokości do 0,6 m w promieniu 30 km. Potrzebuje co najmniej 150 takich komórek, czyli mniej więcej 50 km² otwartej wody w pobliżu równika (mniej w stronę biegunów, gdzie komórki się kurczą). Żadna rzeka ani staw tyle nie mają. Kliknięcie w samą wodę jest odrzucane.

Szukanie morza. W pełnej siatce każda komórka krawędziowa na wysokości do 0,6 m zostaje oznaczona jako morze, a znacznik rozchodzi się na wszystkie połączone z nią komórki, również po przekątnej, które też leżą nie wyżej niż 0,6 m. Mniej niż 40 komórek morza przerywa obliczenia. Skutek uboczny: ląd poniżej 0,6 m połączony z morzem, na przykład polder, od początku jest morzem i nigdy nie liczy się jako zalany.

Rozlewanie wody. Woda rozchodzi się jednocześnie ze wszystkich komórek morza do sąsiednich, a do przebytej drogi dodaje się szerokość jednej komórki (1,414 po przekątnej). Poziom wody w każdej komórce wynosi

poziom = H − odległość ÷ 250

gdzie H to wysokość fali w metrach. Jeśli poziom jest wyższy niż teren, komórka zostaje zalana do głębokości poziom − teren i woda płynie dalej. Jeśli nie, komórka zostaje sucha i blokuje drogę. Woda dociera więc do komórki tylko przez łańcuch zalanych komórek, a grzbiet wyższy niż woda osłania teren za sobą, o ile nie da się go obejść.

Spadek poziomu zastępuje tarcie o teren i budynki. To jedna liczba dla całej planety, a nie prawo fizyki: na płaskim terenie na poziomie morza fala o wysokości 15 m zatrzymuje się 3,75 km od brzegu, a fala 30-metrowa po 7,5 km. Ta sama wysokość obowiązuje jednocześnie wzdłuż całej linii brzegowej w siatce, więc nie ma kierunku fali, dna morskiego, spiętrzania w zatokach, ograniczonej objętości wody ani drugiej fali. Jeśli woda dotknie krawędzi siatki, wynik ostrzega, że prawdziwe zalanie sięga dalej.

Wyślij 15-metrową falę na Sendai →

Wzrost poziomu morza: ten sam silnik bez spadku

Wzrost poziomu morza korzysta z tego samego kodu, ale bez spadku poziomu: zalewana jest każda komórka połączona z morzem i leżąca poniżej nowego poziomu, niezależnie od odległości od brzegu. Często nazywa się to modelem wanny. Niecka poniżej nowego poziomu zostaje sucha, jeśli w całości otacza ją wyższy teren. Wały liczą się tylko wtedy, gdy są w danych wysokościowych i są szersze niż komórka. Nie ma pływów, fal sztormowych, erozji ani osiadania gruntu, nie ma też osi czasu. Zamiast ofiar wszyscy mieszkańcy zalanego terenu są liczeni jako przesiedleni. Zobacz też, które miasta zatopiłby wzrost poziomu morza.

Trzęsienie ziemi: pierścienie intensywności wokół punktu

Trzęsienie to źródło punktowe w miejscu kliknięcia, na głębokości 8 km. Intensywność w zmodyfikowanej skali Mercallego w odległości r od epicentrum wynosi

MMI = 1,5·M − 3,0·log₁₀R − 0,0018·R + 1,6, gdzie R = √(r² + 8²) km, z ograniczeniem do przedziału 0–12.

Postać wzoru jest typowa dla tłumienia intensywności (człon magnitudy, rozbieżność geometryczna, pochłanianie z odległością), ale współczynniki to własne przybliżenie serwisu, a nie opublikowana zależność, a intensywność jest liczona bezpośrednio, bez przyspieszenia gruntu. Magnituda 7 daje 9,4 w epicentrum, VIII do 21 km i V do 181 km. Magnituda 6 osiąga najwyżej 7,9 i nigdy nie dochodzi do VIII. Magnituda 8 daje VIII do 67 km. Mniej więcej od magnitudy 8,8 epicentrum osiąga górną granicę XII.

Każda strefa ma przypisany odsetek ofiar, mnożony przez współczynnik jakości zabudowy: 0,06 dla nowoczesnych norm sejsmicznych, 1 dla przeciętnej zabudowy, 7 dla słabej.

Prawdziwe trzęsienie o magnitudzie 9 rozrywa uskok długi na setki kilometrów, więc silne wstrząsy obejmują pas, a nie koło. Miękkie grunty, upłynnienie gruntu, osuwiska i pożary są pomijane, a każde trzęsienie jest płytkie; głębokie byłoby odczuwalne dużo słabiej.

Magnituda 7 pod Port-au-Prince, słaba zabudowa →

Wulkan: od VEI do trzech okręgów

Wskaźnik eksplozywności wulkanicznej zamienia się na objętość wyrzuconego materiału: V = 10^VEI−5 km³, więc VEI 5 to 1 km³, a każdy stopień oznacza dziesięć razy więcej. Dla VEI od 2 do 8 odpowiada to minimalnej objętości każdej klasy w skali Newhalla i Selfa (1982); VEI 1 dostaje 0,0001 km³. Z objętości wynikają trzy promienie:

• spływy piroklastyczne, max(0,6; 9·V^0,25) km: 95% ofiar;
• 10 cm popiołu, co wystarcza, by zawaliły się dachy, 30·V^0,33 km: 0,15% ofiar;
• 1 cm popiołu, 100·V^0,35 km: 0,002% ofiar.

Te prawa potęgowe to własne dopasowania empiryczne serwisu.

Prawdziwe spływy podążają dolinami, a prawdziwy popiół dryfuje z wiatrem w długich smugach, więc rzeczywisty zasięg jest nierówny, a nie kolisty. Lahary, gazy, tsunami wywołane osuwaniem się zboczy i skutki klimatyczne nie są modelowane.

Erupcja Wezuwiusza o VEI 5 →

Meteoryt: energia i skalowanie fali uderzeniowej

Ciało jest kulą o średnicy D i gęstości 3 000 kg/m³ (kamień), 7 800 (żelazo), 900 (lód) lub 1 200 (rumowisko, czyli luźno związana planetoida, taka jak Bennu), która nadlatuje z ustawioną przez ciebie prędkością wejścia. Domyślnie jest to 17 km/s, typowa wartość dla planetoid bliskich Ziemi:

m = ρ·π/6·D³; E = ½·m·v²; moc w Mt = E ÷ 4,184×10¹⁵ J

Kamienne ciało o średnicy 150 m daje 183 Mt, a 19-metrowe ciało z gotowego scenariusza Czelabińsk 0,37 Mt. Suwak prędkości obejmuje zakres od 11 do 30 km/s, w którym mieszczą się prawie wszystkie uderzenia planetoid. Scenariusze Bennu i Apophis używają 12,7 i 12,6 km/s, czyli prędkości z tabeli Sentry NASA, więc Bennu daje około 1,4 Gt, a nie 6,4 Gt, które dałoby kamienne ciało tej wielkości przy 17 km/s. Model pomija kąt wejścia i energię traconą w trakcie przelotu przez atmosferę. Ciała kamienne poniżej 70 m, żelazne poniżej 20 m, rumowiska poniżej 90 m i lodowe poniżej 150 m liczą się jako eksplozje w powietrzu i nie zostawiają krateru. W pozostałych przypadkach krater ma średnicę 20·D·(ρ/3 000)^1/3.

Dla eksplozji w powietrzu kod szacuje wysokość wybuchu. Spada ona liniowo od 35 km dla najmniejszych ciał kamiennych (12 km dla żelaznych, 45 km dla lodowych) do zera przy rozmiarze, od którego ciała docierają do ziemi: h = h_max·(1 − D ÷ D_airburst). Dla 19-metrowego ciała czelabińskiego daje to około 25 km, a dla 60-metrowego ciała klasy tunguskiej 5 km, blisko szacunków dla obu zdarzeń. Promienie kuli ognia, całkowitego zniszczenia, zawalenia budynków i oparzeń są wtedy mierzone po skosie od punktu wybuchu, więc na ziemi każdy z nich wynosi √(R² − h²) albo zero, jeśli R jest krótsze niż h. Pierścień wybitych szyb zostaje w pełnym rozmiarze, bo słaba fala uderzeniowa z wysokiego wybuchu rozchodzi się szeroko: nad Czelabińskiem szyby pękały kilkadziesiąt kilometrów dalej. Gdy żadna strefa zawalenia budynków nie sięga ziemi, strefa wybitych szyb nie liczy ofiar śmiertelnych. W Czelabińsku rannych zostało około 1 500 osób, głównie od szkła, i nikt nie zginął.

Promienie fali uderzeniowej rosną z pierwiastkiem sześciennym z mocy, zgodnie z prawem skalowania z książki Glasstone’a i Dolana The Effects of Nuclear Weapons; współczynniki i prawo potęgowe dla kuli ognia to własna kalibracja serwisu. Ciepło jest traktowane inaczej niż przy wybuchu jądrowym. Uderzenie wypromieniowuje jako światło tylko niewielką część energii, rzędu 0,3% wobec około 35% przy broni jądrowej, dlatego promień oparzeń liczy się ze wzoru dla wybuchu jądrowego (12,8·Y^0,41) dla mocy cieplnej 0,0086·Y, co daje 1,83·Y^0,41. Odsetek ofiar nie może rosnąć z odległością, więc każda strefa dostaje co najmniej wartość strefy leżącej dalej.

Uderzenia w ocean, wywołane nimi tsunami i globalne skutki ciał większych niż kilometr nie są modelowane; zobacz, co robi meteoryt w zależności od wielkości.

Zrzuć 19-metrowe ciało czelabińskie na Czelabińsk →

Huragan: fala sztormowa i profil wiatru

Suwak ustawia stałą prędkość wiatru w chwili uderzenia w ląd, od 120 do 320 km/h, a ta wyznacza kategorię w skali Saffira–Simpsona: 1 od 119 km/h, 2 od 154, 3 od 178, 4 od 209, 5 od 252.

Fala sztormowa. Każdej prędkości wiatru odpowiada typowa wysokość fali ze starej tabeli Saffira–Simpsona, interpolowana między 1,2 m przy 120 km/h, 1,8 m przy 154, 2,7 m przy 178, 4,0 m przy 209, 5,5 m przy 252 i 7,5 m przy 320. Historyczne scenariusze zastępują tę wartość falą zmierzoną w danym huraganie: Sandy 3,9 m, Bhola 10 m, Katrina 8,5 m, Nargis 4 m, Ian 4,5 m, Haiyan 6 m. Fala zalewa potem teren tym samym silnikiem co tsunami, ale traci wysokość dziesięć razy wolniej, 1 m na 2,5 km, bo fala sztormowa to powolne, wielogodzinne podnoszenie się morza, a nie pojedyncza fala. Ofiary na zalanym terenie liczy się według łagodniejszej krzywej niż przy tsunami, od 0,1% przy wodzie płytszej niż pół metra do 45% powyżej 6 m. Galveston z 1900 roku, gdzie fala o wysokości 4,6 m bez ostrzeżenia zabiła mniej więcej jedną czwartą mieszkańców wyspy, wypada w jej środku.

Wiatr. Poza ścianą oka wiatr słabnie z pierwiastkiem kwadratowym z odległości, v(r) = V_max·(R_max/r)^0,5, więc promień, przy którym spada do progu v, wynosi R_max·(V_max/v)². Promień maksymalnego wiatru pochodzi z pracy Willoughby’ego i Rahna (2004): R_max = 46,4·e^{−0,0155·V + 0,0169·|szerokość|} km, przy V w m/s, z ograniczeniem do 10–80 km. Pierścienie oznaczają wiatr kategorii 5, 4 i 3, wiatr o sile huraganu (119 km/h) i wichurę (63 km/h). Sam wiatr zabija niewiele osób, więc odsetki są małe: 0,05% ludzi w zasięgu wiatru kategorii 5, 0,015% w kategorii 4, 0,004% w kategorii 3, 0,0005% przy wietrze o sile huraganu i zero przy wichurze.

Huragan jest symetryczny i się nie przemieszcza. Prawdziwa fala sztormowa na półkuli północnej jest najwyższa na prawo od toru burzy, a powodzie od deszczu, pływy, fale na grzbiecie fali sztormowej i wały nie są modelowane.

Sprowadź 8,5-metrową falę Katriny na Nowy Orlean →

Jak liczeni są ludzie

Gęstość zaludnienia miasta obowiązuje wewnątrz koła o tej samej powierzchni co miasto (o promieniu 6 km, jeśli miasta nie znaleziono). Dalej gęstość maleje w stronę 60 osób na km², czyli przybliżonej średniej dla zamieszkanych lądów:

gęstość(r) = 60 + (D − 60)·e^{−(r − R)/(0,8R + 2)}

gdzie D to gęstość z suwaka, R to promień miasta, a r to odległość w km. Bez tego wzoru meteoryt o średnicy 1 km zabiłby więcej ludzi, niż żyje na Ziemi.

Zalania. Każda zalana komórka dodaje pole komórki × gęstość × odsetek ofiar zależny od głębokości, przy czym odległość mierzy się od środka siatki terenu, a nie od miejsca kliknięcia. Przy wzroście poziomu morza odsetek wynosi 1, a wynik jest podawany jako liczba przesiedlonych.

Pierścienie. Przy trzęsieniach ziemi, erupcjach i uderzeniach koło wewnątrz zewnętrznego pierścienia jest dzielone na 800 cienkich pierścieni, a każdy z nich zawiera 2πr × szerokość × gęstość × udział lądu (odsetek komórek siatki terenu powyżej 0,6 m). Równolegle, jeśli zewnętrzny promień nie przekracza 450 km, kod pyta Overpass API o wszystkie miasta i miasteczka ze znacznikiem liczby ludności w kwadracie wokół punktu. Jeśli jakieś się znajdą, tło spada do 60 /km², a pełna liczba mieszkańców każdej miejscowości jest dodawana w odległości jej punktu centralnego. Najpierw pojawia się szybki szacunek, który zostaje doprecyzowany, gdy nadejdzie lista.

Sumy są ograniczone do 8,2 miliarda. Zakłada się, że wszyscy są w domach, nie zostali ostrzeżeni i się nie ewakuowali.

Ograniczenia: dlaczego to tylko rzędy wielkości

• Niedoskonały teren. Błędy wysokości i komórki szerokie na dziesiątki metrów decydują o tym, gdzie zatrzymuje się zalanie na niskich wybrzeżach.
• Uśredniona ludność. Jednolita gęstość w granicach, miejscowości jako pojedyncze punkty, spisy z różnych lat.
• Stałe odsetki ofiar. Prawdziwa liczba ofiar zależy od ostrzeżenia, pory dnia, budynków i akcji ratunkowej. Trzęsienie o magnitudzie 6,7 zabiło w 1994 roku 57 osób w Northridge w Kalifornii, a trzęsienie o magnitudzie 7,0 zabiło w 2010 roku na Haiti ponad 100 000.
• Eksplozje w powietrzu jako punkty. Prawdziwa eksplozja w powietrzu rozkłada energię wzdłuż dziesiątek kilometrów ukośnego toru lotu, a model traktuje ją jak pojedynczy punkt na szacowanej wysokości dokładnie nad miejscem kliknięcia.

Wynik pozwala odróżnić setki ofiar od setek tysięcy albo zobaczyć, które części miasta leżą nisko. Nie jest dokładnym rachunkiem.

Licencje danych i uznanie autorstwa

• Granice, nazwy miejsc, liczba ludności: © współtwórcy OpenStreetMap, licencja Open Database License (ODbL), dane pobierane przez Nominatim i Overpass API.
• Wysokości terenu, zdjęcia satelitarne, mapy bazowe, wyszukiwanie: © Mapbox, na warunkach Mapbox Terms of Service; dostawcy zdjęć i danych mapowych są wymienieni na mapie.
• Wulkany: Smithsonian Institution, Global Volcanism Program, Volcanoes of the World.
• Mapa na stronie Ostatnie symulacje: kafle OpenFreeMap (schemat OpenMapTiles), dane © współtwórcy OpenStreetMap.