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

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 )