Войти на сайт
МЕЖДУНАРОДНЫЕ ЕЖЕГОДНЫЕ КОНФЕРЕНЦИИ
"СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО
ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА"
(Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, природных и антропогенных объектов)

Семнадцатая Всероссийская Открытая конференция «СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА (Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений и объектов)»

XVII.B.7

Основные результаты 2019 г. комплексного мониторинга вулканов Камчатки и Курил с помощью информационной системы VolSatView

Гирина О.А. (1), Лупян Е.А. (2), Сорокин А.А. (3), Мельников Д.В. (1), Маневич А.Г. (1), Кашницкий А.В. (2), Уваров И.А. (2), Балашов И.В. (2), Романова И.М. (1), Марченков В.В. (2), Константинова А.М. (2), Крамарева Л.С. (4), Мальковский С.И. (3), Королев С.П. (3)
(1) Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН, Петропавловск-Камчатский, Россия
(2) Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
(3) Вычислительный центр ДВО РАН, Хабаровск, Россия
(4) ДЦ НИЦ Планета, Хабаровск, Россия
На Камчатке и Курилах расположено 68 действующих вулканов. В 1993-2019 гг., согласно данным Камчатской группы реагирования на вулканические извержения (KVERT – Kamchatkan Volcanic Eruption Response Team), происходили эксплозивные извержения 24 вулканов (35 %) – 12-ти на Камчатке (Шивелуч, Ключевской, Безымянный, Плоский Толбачик, Кизимен, Карымский, Жупановский, Авачинский, Корякский, Горелый, Мутновский, Камбальный) и 12-ти на Курилах (Алаид, Эбеко, Чикурачки, Чиринкотан, Экарма, Синарка, Райкоке, Пик Сарычева, Сноу, Берга, Кудрявый, Иван Грозный) (http://www.kscnet.ru/ivs/kvert/volcano). Эксплозивные извержения вулканов были опасны для населения и авиации, т.к. эруптивные колонны поднимались до 15 км н.у.м., пепловые облака и шлейфы перемещаться на тысячи километров от вулканов, пеплопады распространялись на огромные территории и т.д. Основная информация о распространении пепловых облаков и шлейфов от вулканов была получена учеными с помощью спутниковых данных и численного моделирования перемещения таких облаков и шлейфов.
Спутниковый мониторинг вулканов KVERT проводит с 2002 г. (Гирина и др., 2018). С созданием в 2011 г. информационной системы (ИС) Дистанционный мониторинг активности вулканов Камчатки и Курил (VolSatView) общими усилиями специалистов ИВиС ДВО РАН, ИКИ РАН, ВЦ ДВО РАН и ДВ НИЦ Планета (Гирина и др., 2018; Лупян и др., 2019; Gordeev et al., 2016), которая продолжает развиваться, вулканологи получили не имеющие аналогов в мире возможности спутниковых наблюдений за активными вулканами. ИС VolSatView, объединяя широкий спектр данных различных спутниковых систем (среднего и низкого разрешения (Himawari-8 (прибор AHI), NOAA (AVHRR), Terra и Aqua (MODIS), Suomi NPP (VIIRS), Метеор-М 1 и 2) и высокого разрешения (Landsat 7 (ETM+), Landsat 8 (OLI и TIRS), Канопус-В (МСС и ПСС), Ресурс 1 и 2 (Геотон; КШМСА-ВР и КШМСА-СР) , EO-1 (Hyperion), Sentinel 1А, 2А и др.)), предоставляемый ДВ НИЦ Планета и Центром Коллективного Пользования (ЦКП) ИКИ-Мониторинг (Лупян и др., 2019), позволяет непосредственно в web-интерфейсе с помощью созданных специальных инструментов совместно обрабатывать оперативную и ретроспективную спутниковую информацию, сопоставлять ее с видеоинформацией (данные с 16 видеокамер, направленных на вулканы Камчатки), выполнять прогнозное моделирование распространения пепловых облаков и шлейфов в атмосфере, необходимое для снижения опасности авиаперевозок при эксплозивных извержениях вулканов в этом регионе (Гирина и др., 2018; Gordeev, Girina, 2014; Gordeev et al., 2016; Sorokin at al., 2017).
Основные результаты:
- анализ анимационных изображений, созданных на основе данных со спутника Himawari-8, например, эруптивных событий в районе Северной группы вулканов Камчатки в июне 2017 г. (одновременные эксплозивные извержения вулканов Шивелуч, Ключевской, Безымянный) и эксплозивного извержения вулкана Райкоке (Центральные Курилы) в июне 2019 г. позволил восстановить последовательность и количество главных эруптивных событий этих вулканов и оценить масштаб и мощность извержений (Гирина и др., 2017, 2019);
- комплексный анализ долговременных рядов значений температуры термальной аномалии вулкана Безымянный в ИС VolSatView по данным Himawari-8, совместно с непрерывными видеонаблюдениями за вулканом, позволил предсказать сильное эксплозивное извержение (VEI ~ 3) этого вулкана 15 марта 2019 г. за 6 ч 30 мин до события (http://www.kscnet.ru/ivs/kvert/van/?n=2019-63 и http://www.kscnet.ru/ivs/kvert/van/?n=2019-64);
- на основе сформированных архивов и баз данных мониторинга вулканов Камчатки построены карты-схемы распространения пепловых облаков за период 2015-2018 гг. для каждого извергавшегося вулкана, общие за каждый отдельный год и за весь период для всех вулканов; выделены территории Камчатки, наиболее подверженные пеплопадам;
- в результате ежедневного мониторинга вулканов Камчатки и Курил с помощью ИС VolSatView по состоянию на 24 сентября ученые KVERT выпустили в 2018 г. 94 и в 2019 г. 141 сообщение VONA (Volcano Observatory Notice for Aviation) об опасных эксплозивных извержениях вулканов Камчатки (Шивелуч, Ключевской, Безымянный, Карымский) и Курил (Эбеко, Райкоке, Пик Сарычева) (http://www.kscnet.ru/ivs/kvert/van/?type=1).
Комплексный мониторинг вулканов Камчатки и Курил в ИС VolSatView совместно с историческими данными об их активности позволяет оперативно оценивать изменения характера деятельности каждого из извергающихся вулканов и своевременно предупреждать об изменившейся вулканоопасности население, в том числе пользователей воздушного транспорта. Ретроспективный анализ данных по вулканам Камчатки и Курил дает возможность прослеживать во времени изменения структур вулканогенных объектов (например, лавовых куполов), восстанавливать динамику эруптивных событий, т.е. помогает решать фундаментальные проблемы вулканологии, одна из которых - “как работает вулкан”.

Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (проект № 16-17-00042). Развитие системы в 2019 году осуществлялось при поддержке Минобрнауки (тема «Мониторинг», госрегистрация № 01.20.0.2.00164) c использованием ресурсов ЦКП «ИКИ-Мониторинг» (Лупян и др., 2015, 2019 )

Ключевые слова: вулкан, извержение, Камчатка, Курилы, мониторинг, ИС VolSatView
Литература:
  1. Гирина О.А., Лупян Е.А., Сорокин А.А., Мельников Д.В., Романова И.М., Кашницкий А.В., Уваров И.А., Мальковский С.И., Королев С.П., Маневич А.Г., Крамарева Л.С. Комплексный мониторинг эксплозивных извержений вулканов Камчатки / Отв. ред. О.А. Гирина. Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВО РАН, 2018. 192 с.
  2. Гирина О.А., Лупян Е.А., Мельников Д.В., Маневич А.Г., Кашницкий А.В., Бриль А.А., Сорокин А.А. Извержения Северной группы вулканов Камчатки 14–18 июня 2017 года // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017б. Т. 14. № 3. С. 317-323. doi: 10.21046/2070-7401-2017-14-3-317-323
  3. Гирина О.А., Лупян Е.А., Уваров И.А., Крамарева Л.С. Извержение вулкана Райкоке 21 июня 2019 года // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 3. С. 303-307. doi: 10.21046/2070-7401-2019-16-3-303-307
  4. Лупян Е.А., Прошин А.А., Бурцев М.А., Кашницкий А.В., Балашов И.В., Барталев С.А., Константинова А.М., Кобец Д.А., Мазуров А.А., Марченков В.В., Матвеев А.М., Радченко М.В., Сычугов И.Г., Толпин В.А., Уваров И.А. Опыт эксплуатации и развития центра коллективного пользования системами архивации, обработки и анализа спутниковых данных (ЦКП «ИКИ-Мониторинг») // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 3. С. 151–170. doi: 10.21046/2070-7401-2019-16-3-151-170
  5. Лупян Е.А., Прошин А.А., Бурцев М.А., Кашницкий А.В., Балашов И.В., Барталев С.А., Константинова А.М., Кобец Д.А., Мазуров А.А., Марченков В.В., Матвеев А.М., Радченко М.В., Сычугов И.Г., Толпин В.А., Уваров И.А. Опыт эксплуатации и развития центра коллективного пользования системами архивации, обработки и анализа спутниковых данных (ЦКП «ИКИ-Мониторинг») // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 3. С. 151-170.
  6. Gordeev E.I., Girina O.A. Volcanoes and their hazard to aviation // Herald of the Russian Academy of Sciences. 2014. V. 84. No. 1. P. 1-8. doi: 10.1134/S1019331614010079.
  7. Gordeev E.I., Girina O.A., Lupyan E.A., Sorokin A.A., Kramareva L.S., Efremov V.Yu., Kashnitskii A.V., Uvarov I.A., Burtsev M.A., Romanova I.M., Mel’nikov D.V., Manevich A.G., Korolev S.P., Verkhoturov A.L. The VolSatView information system for Monitoring the Volcanic Activity in Kamchatka and on the Kuril Islands // Journal of Volcanology and Seismology. 2016. V. 10. № 6. P. 382-394. doi: 10.1134/S074204631606004X
  8. Sorokin A.A., Girina O.A., Loupian E.A., Malkovskii S.I., Balashov I.V., Efremov V.Yu., Kramareva L.S., Korolev S.P., Romanova I.M., Simonenko E.V. Satellite observations and numerical simulation results for the comprehensive analysis of ash clouds transport during the explosive eruptions of Kamchatka volcanoes // Russian Meteorology and Hydrology. 2017. V. 42. № 12. P. 759-765. doi: 10.3103/S1068373917120032

Технологии и методы использования спутниковых данных в системах мониторинга

79