Четырнадцатая Всероссийская открытая конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса"
XIV.B.288
Комплексный анализ распространения пепловых шлейфов во время эксплозивных извержений вулканов Камчатки по данным спутниковых наблюдений и результатам численного моделирования
Мальковский С.И. (1), Сорокин А.А. (1), Лупян Е.А. (2), Гирина О.А. (3), Балашов И.В. (2), Королев С.П. (1), Ефремов В.Ю. (2), Верхотуров А.Л. (1), Романова И.М. (3)
(1) Вычислительный центр ДВО РАН, Хабаровск, Россия
(2) Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
(3) Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН, Петропавловск-Камчатский, Россия
Пепловые облака и шлейфы вулканов представляют реальную угрозу для населения и находящихся в полете воздушных судов, поэтому обнаружение, отслеживание и прогноз таких событий является актуальной и важной задачей.
В связи с особенностями вулканов Камчатки (удаленность большинства из них от населенных пунктов; отсутствие или низкая плотность специализированных наземных сетей наблюдений; пеплопады распространяются на огромные территории и т.п.), их оперативный мониторинг можно обеспечить в первую очередь дистанционными методами. Появление новых технологий обработки и анализа данных дистанционных наблюдений (Лупян и др., 2004; 2011), позволило перейти от качественной к количественной информации, которую можно использовать для исследования и описания различных процессов и явлений, в том числе связанных с вулканизмом. Помимо этого, в последнее время широкое распространение в мире получили математические модели, например, PUFF (Searcy et al., 1998), WRF-Chem (Stuefer et al., 2012) и др., которые позволяют проводить расчеты траекторий распространения пепловых шлейфов от вулканов с использованием прогнозных метеорологических данных.
Оперируя несколькими видами данных и технологий, представляется возможным создать эффективный инструмент для комплексного анализа распространения пепловых облаков и шлейфов от вулканов Камчатки, что позволит в определенной мере скомпенсировать существующие недостатки отдельно взятых систем мониторинга, повысить оперативность и достоверность исследований в этой области.
На основе указанного подхода, совместными усилиями специалистов ИВиС ДВО РАН, ИКИ РАН, ВЦ ДВО РАН и ДВ НИЦ Планета разработана информационная система “Дистанционный мониторинг активности вулканов Камчатки и Курил” (VolSatView) (Ефремов и др., 2012). Помимо базовых возможностей, связанных с созданием многочисленных архивов данных дистанционных наблюдений и инструментов для работы с ними, в VolSatView доступны результаты численного моделирования распространения пепловых облаков и шлейфов от вулканов Камчатки, проводимого по данным группы KVERT (Gordeev E.I., Girina O.A., 2014) и ИС VOKKIA (Романова и др., 2012) в автоматизированной ИС “Сигнал” (Sorokin et al.,2015; Korolev et al., 2015).
Перечисленный набор данных дает возможность уже сегодня исследовать пепловые шлейфы по результатам совместного анализа математических расчетов со спутниковой информацией, а в дальнейшем позволит при необходимости восстанавливать параметры эксплозивных извержений вулканов.
Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (проект № 16-17-00042).
Ключевые слова: вулкан, спутниковый мониторинг, PUFF, Камчатка, математическое моделирование, информационная система, VolSatView, VOKKIA, Сигнал, KVERT
Литература:
- Гордеев Е.И., Гирина О.А., Лупян Е.А., Ефремов В.Ю., Сорокин А.А., Мельников Д.В., Маневич А.Г., Романова И.М., Королев С.П., Крамарева Л.С. Возможности использования данных гиперспектральных спутниковых наблюдений для изучения активности вулканов Камчатки с помощью геопортала VolSatView // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2014. Т. 11. № 1. С. 267–284.
- Гордеев Е.И., Гирина О.А., Лупян Е.А., Кашницкий А.В., Уваров И.А., Ефремов В.Ю., Мельников Д.В., Маневич А.Г., Сорокин А.А., Верхотуров А.Л., Романова И.М., Крамарева Л.С., Королев С.П. Изучение продуктов извержений вулканов Камчатки с помощью гиперспектральных спутниковых данных в информационной системе VolSatView // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2015. Т. 12. № 1. С.113–128.
- Ефремов В.Ю., Гирина О.А., Крамарева Л.С., Лупян Е.А., Маневич А.Г., Матвеев А.М., Мельников Д.В., Прошин А.А., Сорокин А.А., Флитман Е.В. Создание информационного сервиса "Дистанционный мониторинг активности вулканов Камчатки и Курил" // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2012. Т. 9. № 5. С. 155–170.
- Лупян Е.А., Мазуров А.А., Назиров Р.Р., Прошин А.А., Флитман Е.В. Технология построения автоматизированных информационных систем сбора, обработки, хранения и распространения спутниковых данных для решения научных и прикладных задач //Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2004. № 1. С. 81–89.
- Лупян Е.А., Мазуров А.А., Назиров Р.Р., Прошин А.А., Флитман Е.В., Крашенинникова Ю.С. Технологии построения информационных систем дистанционного мониторинга // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2011. Т. 8. № 1. С. 26–43.
- Романова И.М., Гирина О.А., Максимов А.П., Мелекесцев И.В. Создание комплексной информационной веб-системы «Вулканы Курило-Камчатской островной дуги» (VOKKIA) // Информатика и системы управления. 2012. № 3. Вып. 33. С. 179–187.
- Gordeev E.I., Girina O.A. Volcanoes and their hazard to aviation // Herald of the Russian Academy of Sciences. 2014. Vol. 84. No. 1. P. 1–8. doi: 10.1134/S1019331614010079.
- Korolev S.P., Sorokin A.A., Verkhoturov A.L., Konovalov A.V., Shestakov N.V. Automated Information System for Instrument Data Processing of the Regional Seismic Observation Network of FEB RAS // Seismic Instruments. 2015. Vol. 51. No. 3. P. 209–218.
- Searcy C., Dean K., Stringer W. PUFF: a high-resolution volcanic ash tracking model // Journal of Volcanology and Geothermal Research. 1998. Vol. 80. No. 1–2. P. 1–16.
- Sorokin A.A., Korolev S.P., Urmanov I.P., Verkhoturov A.L., Makogonov S.V., Shestakov N.V. Software Platform for Observation Networks Instrumental Data Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences // Proceedings of International Conference on Computer Science and Environmental Engineering (CSEE 2015), Beijing, MAY 17–18. 2015. P. 589–594. WOS:000361831900077.
- Stuefer M., Freitas S.R., Grell G., Webley P., Peckham S., and McKeen S.A. Inclusion of ash and SO2 emissions from volcanic eruptions in WRF-Chem: development and some applications // Geoscientific Model Development Discussions. 2012. Vol. 5. No. 3. P. 2571–2597.
Презентация доклада
Технологии и методы использования спутниковых данных в системах мониторинга
99