Анализ временных рядов яркости термальных аномалий вулканов Камчатки по данным спутника Himawari-8

Для мониторинга и прогноза вулканической активности в течение более двадцати лет успешно применяются различные спутниковые данные. Например, для обнаружения термальных аномалий были разработаны алгоритмы анализа инфракрасных данных с сенсоров AVHRR, MODIS, VIIRS (Wright et al., 2004; Coppola et al., 2016). Над территорией Камчатки и Курильских островов в сутки проходит от 8 до 12 спутников Terra, Aqua, Suomi NPP (с установленными сенсорами MODIS и VIIRS). В связи с высокой динамикой эруптивной активности вулканов, интенсивность которой может меняться в считанные минуты, частота поступления спутниковых снимков является важным аспектом для мониторинга вулканов. Сенсор AHI геостационарного спутника Himawari-8, запущенного на орбиту в 2014 г., обладает значительно лучшим радиометрическим, спектральным и пространственным разрешением, чем его предшественник MTSAT. AHI обеспечивает съемку поверхности Земли каждые 10 минут. В России данные Himawari-8 получает и обрабатывает ДЦ "НИЦ "Планета" (Хабаровск). С использованием возможностей объединенной системы работы с данными НИЦ "Планета" и Центра коллективного пользования "ИКИ-Мониторинг", информация, получаемая на основе данных Himawari-8, интегрирована в информационную систему “Дистанционный мониторинг активности вулканов Камчатки и Курил” (VolSatView) (Гордеев и др., 2016; Лупян и др., 2014, 2015). Оценка состояния вулканической активности проводилась при помощи алгоритма НТИ (нормализованного теплового индекса), основанного на поиске высокотемпературных аномалий по соотношению между разницей и суммой данных спектральной яркости в каналах 3.9 мкм и 12.4 мкм (Wright et al., 2002).
С помощью этого метода была проанализирована активность вулканов Камчатки (Ключевской, Безымянный, Шивелуч) за 2016-2017 гг. Проведена корреляция полученных данных со спутников Himawari-8 (AHI), MODIS и VIIRS. Выяснено, что увеличение временной детализации спутниковых данных позволяет выделять этапы подготовки и развития эруптивной деятельности; улучшить информативность оперативного мониторинга текущих извержений вулканов. Например, для вулкана Безымянный выявлена 30-суточная периодичность выжимания лавовых потоков; для вулкана Ключевской четко прослеживаются периоды увеличения и уменьшения интенсивности излияния лавовых потоков при извержении в 2016 г.; для вулкана Шивелуч наблюдается снижение эксплозивной активности с марта 2016 г. по сентябрь 2017 г., при этом в 2016 г. четко выражена 80-90 суточная периодичность эксплозивных событий.
Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (проект № 16-17-00042).