О точности определения высоты пепловых шлейфов и облаков с помощью спутниковых данных

Определение точной высоты пепловых шлейфов и облаков, образующихся при эксплозивных извержениях вулканов, является важным этапом для решения задачи прогнозирования их распространения. Эта информация представляет интерес как для понимания физического процесса перемещения пепловых облаков в атмосфере, так и для обеспечения безопасности полётов авиации.
В современной вулканологии одним из методов определения высоты пепловых облаков является анализ инфракрасных спутниковых снимков (как правило, сенсоры MODIS и AVHRR) – отождествление измеренной температуры пеплового облака с температурой и соответствующей ей высотой атмосферного профиля, полученного с помощью метеозонда. Известно, что этот метод не во всех случаях даёт точный результат. Для оценки его погрешности в определении высоты пепловых облаков было проведёно сравнение с другими методами: определение высоты по теневому отражению пеплового облака; многоугловым сканирующим спектрорадиометром MISR (Multi-angle Imaging Spectro-Radiometer) и на основе физического моделирования подъема пеплового облака. Были проведены исследования ряда пепловых шлейфов и облаков при извержениях вулканов Шивелуч, Безымянный и Ключевской (Камчатка). Анализ температур пепловых облаков проводился в информационной системе «Мониторинг активности вулканов Камчатки и Курил» (VolSatView). Обработка данных спектрорадиометра MISR осуществлялась в программном комплексе MINX. Для физического моделирования подъема пепловых облаков применялась программа Plumeria.
Выяснено, что точность определения высоты пеплового облака по температуре в инфракрасном диапазоне уменьшается по мере рассеивания пеплового облака вскоре после извержения. Результаты анализа стерео данных спектрорадиометра MISR предоставляют более точную информацию о высоте движущихся пепловых облаков, что подтверждается и методом моделирования (увеличение точности на 10-20 %). Следует сказать, что временная и пространственная частота покрытия территории спектрорадиометром MISR ограничена, что не позволяет использовать только один этот прибор для определения высоты пепловых шлейфов.
Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ 13-07-12180_офи_м-2013