Материалы 21-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса»
Москва, ИКИ РАН, 13–17 ноября 2023 г.

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

XXI.B.446

Мониторинг пароксизмального извержения вулкана Шивелуч 10-13 апреля 2023 г. дистанционными методами

Гирина О.А. (1), Лупян Е.А. (2), Мельников Д.В. (1), Маневич А.Г. (1), Нуждаев А.А. (1), Бриль А.А. (2), Озеров А.Ю. (1), Крамарева Л.С. (3), Сорокин А.А. (4), Королев С.П. (4)
(1) Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН, Петропавловск-Камчатский, Россия
(2) Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
(3) Дальневосточный центр ФГБУ "НИЦ "Планета", Хабаровск, Россия
(4) Вычислительный центр ДВО РАН, Хабаровск, Россия
Шивелуч – наиболее активный вулкан Камчатки, расположен в северной части Центральной Камчатской депрессии, в 50 км от п. Ключи и в 450 км от г. Петропавловск-Камчатский (http://www.kscnet.ru/ivs/kvert/volc?name=Sheveluch). Наиболее мощные эксплозивные извержения вулкана, связанные с ростом лавового купола, наблюдались в 2001, 2004, 2005 и 2010 гг. (Girina et al., 2023).
Видео-визуальный и спутниковый мониторинг вулкана выполняется с 1993 г. и 2002 г., соответственно, учеными Камчатской группы реагирования на вулканические извержения (KVERT - Kamchatkan Volcanic Eruption Response Team, http://www.kscnet.ru/ivs/kvert/) Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН для снижения опасности извержений вулканов для авиационных перевозок в северо-западной части Северной Пацифики (Гирина и др., 2018; Girina et al., 2023). С 2012 г. спутниковый мониторинг вулкана проводится с помощью информационной системы "Дистанционный мониторинг активности вулканов Камчатки и Курил" (VolSatView), работающей на базе ресурсов Дальневосточного центра НИЦ "Планета", Центра коллективного пользования (ЦКП) "ИКИ-Мониторинг" (при поддержке Минобрнауки РФ, Институт космических исследований РАН, тема "Мониторинг", госрегистрация № 122042500031-8), включая УНУ "Вега - Science" (Лупян и др., 2021) и ЦКП "Центр данных ДВО РАН" (Вычислительный центр ДВО РАН) (Гирина и др., 2018; Лупян и др., 2019; Girina et al., 2023; Lupyan et al., 2014; Sorokin et al., 2017).
С 10 июня 2022 г. интенсивность роста лавового купола начала повышаться: росло количество раскаленных лавин, с 21 октября и вплоть до апреля 2023 г. величина разности температур термальной аномалии и фона, определенная по спутниковым снимкам среднего разрешения, постоянно была выше 100 оС, что указывало на возможное мощное эксплозивное извержение в скором будущем.
Согласно данным со спутника Himawari-9 из ИС VolSatView, пароксизмальное эксплозивное извержение вулкана Шивелуч, сильно разрушившее лавовый купол в его кратере, началось в 13:10 UTC 10 апреля: в 13:20 UTC пепловое облако размером 35х20 км с "шапкой" аэрозолей поднялось примерно до 10 км н.у.м. (Гирина и др., 2023).
Эксплозивное извержение с выносом пепла до 18-20 км н.у.м. продолжалось почти непрерывно в течение 10-13 апреля. Динамика развития пепловых и аэрозольных облаков этого извержения отражена на анимационных картинах, выполненных по серии снимков спутника Himawari-9 в ИС VolSatView с 08:00 UTC 10 апреля до 22:50 UTC 13 апреля (http://volcanoes.smislab.ru/animation/1682593831.webm), и спутника Арктика-М №1 с 16:00 до 21:30 UTC 10 апреля (http://moscow.planeta.smislab.ru/animation/1681556486.webm).
В течение всего извержения эксплозивные события сопровождались выносом большого количества диоксида серы (SO2). Согласно данным Системы оповещения о вулканическом пепле и SO2 Службы поддержки авиации (англ. Support Aviation Control Service (SACS) SO2 and Ash Notification System, http://sacs.aeronomie.be), с помощью инструмента TROPOMI (англ. Tropospheric Ozone-Monitoring Instrument), над Камчаткой были зарегистрированы облака диоксида серы, высота которых превышала 20 км н.у.м. Например, по состоянию на 01:42 UTC 11 апреля такие облака занимали площадь 165967 км2, масса SO2 в них составляла 214.46 кт, концентрация диоксида серы достигала 471.9 DU. К 21 апреля аэрозольное облако достигло Скандинавского полуострова (https://sacs.aeronomie.be/nrt/TropomiNrt/2023/04.orb/21/tropomi_vcd20230421_106_lr.gif). В результате извержения образовались отложения пирокластического потока на площади более 70 км2. Общая площадь территории Камчатки и Тихого океана, над которой отмечались пепловые и аэрозольные шлейфы и облака в течение 10-13 апреля, по состоянию на 14 апреля составляла около 3280 тыс. км2. Это извержение Шивелуча относится к субплинианскому типу, т.к. имеет высокие параметры подъема эруптивных облаков и продолжительности события. Оно было самым сильным эксплозивным извержением, связанным с ростом лавового купола в кратере вулкана Шивелуч с 1980 г. Вулканический эксплозивный индекс (VEI - Volcanic Explosivity Index) этого извержения оценивается как 3-4.

Ключевые слова: вулкан, Шивелуч, эксплозивное извержение, KVERT, видеоданные, спутниковый мониторинг, VolSatView, Камчатка
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. https://elibrary.ru/item.asp?id=37061627
  2. Гирина О.А., Лупян Е.А., Хорват А., Мельников Д.В., Маневич А.Г., Нуждаев А.А., Бриль А.А., Озеров А.Ю., Крамарева Л.С., Сорокин А.А. Анализ развития пароксизмального извержения вулкана Шивелуч 10–13 апреля 2023 года на основе данных различных спутниковых систем // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2023. Т. 20. № 2. С. 283-291. https://doi.org/10.21046/2070-7401-2023-20-2-283-291
  3. 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. https://doi.org/10.21046/2070-7401-2019-16-3-151-170
  4. Лупян Е.А., Прошин А.А., Бурцев М.А., Кашницкий А.В., Балашов И.В., Барталев С.А., Бриль А.А., Егоров В.А., Жарко В.О., Константинова А.М., Кобец Д.А., Мазуров А.А., Марченков В.В., Матвеев А.М., Миклашевич Т.С., Плотников Д.Е., Радченко М.В., Стыценко Ф.В., Сычугов И.Г., Толпин В.А., Уваров И.А., Хвостиков С.А., Ховратович Т.С. Система "Вега-Science": особенности построения, основные возможности и опыт использования // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. 18. № 6. С. 9-31. DOI: 10.21046/2070-7401-2021-18-6-9-31
  5. Girina O.A., Manevich A.G., Loupian E.A., Uvarov I.A., Korolev S.P., Sorokin A.A., Romanova I.M., Kramareva L.S., Burtsev M.A. Monitoring the Thermal Activity of Kamchatkan Volcanoes during 2015–2022 Using Remote Sensing // Remote Sensing. 2023. V. 15. V. 19. № 4775. https://doi.org/10.3390/rs15194775
  6. Lupyan E.A., Milekhin O.E., Antonov V.N., Kramareva L.S., Burtsev M.A., Balashov I.V., Tolpin V.A., Solovev V.I. System of operation of joint information resources based on satellite data in the Planeta Research Centers for Space Hydrometeorology // Russian Meteorology and Hydrology. 2014. V. 39. P. 847–853. https://doi.org/10.3103/S1068373914120103
  7. Sorokin A.A., Makogonov S.I., Korolev S.P. The Information Infrastructure for Collective Scientific Work in the Far East of Russia // Scientific and Technical Information Processing. 2017. V. 4. P. 302–304.


Ссылка для цитирования: Гирина О.А., Лупян Е.А., Мельников Д.В., Маневич А.Г., Нуждаев А.А., Бриль А.А., Озеров А.Ю., Крамарева Л.С., Сорокин А.А., Королев С.П. Мониторинг пароксизмального извержения вулкана Шивелуч 10-13 апреля 2023 г. дистанционными методами // Материалы 21-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». Москва: ИКИ РАН, 2023. C. 77. DOI 10.21046/21DZZconf-2023a

Технологии и методы использования спутниковых данных в системах мониторинга

77