Материалы 17-й Всероссийской открытой конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса», Москва, ИКИ РАН, 2019 год

(http://conf.rse.geosmis.ru)

Некоторые результаты изучения вулканических и сейсмических процессов на Камчатке методами радарной спутниковой интерферометрии

Киселева Е.А. (1), Михайлов В.О. (1), Тимофеева В.А. (1), Дмитриев П.Н. (1)
(1) Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, Москва, Россия
Использование космических снимков, выполненных с применением радаров с синтезированной апертурой (SAR) позволяет определять смещения земной поверхности, произошедшие за время между съемками. Это дает возможность исследовать активные геодинамические процессы, в том числе связанные с вулканизмом и землетрясениями. Эффективность спутниковой интерферометрии во многом зависит от природных условий. В частности, горный рельеф, наличие густой растительности или заболачивания летом, мощный снежный покров существенно снижают когерентность радарных снимков и требуют применения специальных подходов для оценки смещений земной поверхности. Именно таким сложным регионом с точки зрения использования методов радарной спутниковой интерферометрии является Камчатка. Несмотря на высокую сейсмическую и вулканическую активность данного региона, до настоящего времени удалось оценить поля смещений земной поверхности лишь для немногих вулканических и сейсмических событий, в основном тех, которые характеризовались большими смещениями. В этих случаях применялись методы дифференциальной радарной интерферометрии, основанные на анализе двух радарных изображений (например, Lundgren, P., et al., 2006, 2015, Ji L. et al., 2013, 2018, Михайлов и др., 2018).
Новые перспективы связаны с запуском спутников Sentinel-1A/B, которые осуществляют регулярную съемку территории Камчатки с интервалом от 6 дней. Новые результаты получены нами с использованием радарных снимков спутников Sentinel-1A для различных районов Камчатки на основе анализа пар снимков, а также более сложных подходов – методов устойчивых и распределенных отражателей. Расчеты проводились в программных пакетах SNAP и ENVI SARscape. В частности, для Южно-Озерновского землетрясения 29.03.2017 г. построена модель поверхности разрыва и получены оценки поля косейсмических смещений в прибрежном районе залива Озерный. Были использованы снимки спутника Sentinel-1A, выполненные с нисходящей орбиты 89 трека от 17.03 и 29.03.2017 г. (снимок от 29.03.2017 г. выполнен в 19:23:15.24, т.е. спустя 15 часов после землетрясения). Снимки со спутника Sentinel-1A (89 трек, 2016 и 2017 гг.) получены из каталога ASF DAAC в июне 2019 г.
Метод малых базовых линий (SBAS) основан на совместном анализе серий радарных снимков, что позволяет фиксировать медленные устойчивые по времени смещения и оценивать средние скорости смещений с точностью до нескольких мм/год. С применением этого метода проанализированы летние серии снимков со спутника Sentinel-1A (60 трек, нисходящая орбита) с 14.05 по 17.10.2017 г. и с 21.05 по 30.09.2018 г. Получены средние скорости и временные серии смещений в направлении видения спутника на лавовых потоках вулкана Толбачик и на склонах вулканов Большая и Малая Удина, в районе которых в последние годы фиксируется повышенная сейсмическая активность.
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 19-35-90092.

Ключевые слова: PCA интерферометрия, Камчатка
Литература:
  1. Михайлов В.О., Е.А. Киселева, К. Арора, Е.П. Тимошкина, В.Б. Смирнов, Р. Чадда, А.В. Пономарев, Д. Шринагеш Новые данные об Олюторском землетрясении, полученные с применением спутниковой радарной интерферометрии // Вулканология и сейсмология. 2018. № 3. C. 64–69
  2. Ji L., Lu Z., Dzurisin D., Senyukov S. Pre-eruption deformation caused by dike intrusion beneath Kizimen volcano, Kamchatka, Russia, observed by InSAR Journal of Volcanology and Geothermal Research. 2013. Vol. 256. P. 87–95
  3. Ji L., Izbekov P., Senyukov S., Lu Z. Deformation patterns, magma supply, and magma storage at Karymsky Volcanic Center, Kamchatka, Russia, 2000–2010, revealed by InSAR // Journal of Volcanology and Geothermal Research. 2018. Vol. 352. P. 106–116
  4. Lundgren P., Lu Z. Inflation model of Uzon caldera, Kamchatka, constrained by satellite radar interferometry observations // GRL. 2006. Vol. 33. L06301. doi:10.1029/2005GL025181
  5. Lundgren P., Kiryukhin A., Milillo P., Samsonov S. Dike model for the 2012–2013 Tolbachik eruption constrained by satellite radar interferometry observations //Journal of Volcanology and Geothermal Research. 2015. Vol. 307. P. 79–88. doi:10.1016/j.jvolgeores.2015.05.011

Презентация доклада

Технологии и методы использования спутниковых данных в системах мониторинга

93