Эксплозивно-эффузивное извержение вулкана Ключевской в 2016 году по спутниковым данным MODIS

Abstract

В настоящее время спутниковые данные интенсивно используются для обнаружения и количественной оценки термальных аномалий на действующих вулканах (Trifonov et al., 2016; Melnikov, Volynets, 2015; Ефремов и др., 2012). Для задач оперативного мониторинга успешно используются данные инструмента MODIS, установленного на борту ИСЗ Terra и Aqua, которые позволяют обнаруживать и проводить количественную оценку вулканической активности в условиях различных геотектонических обстановок (Wright et al., 2004; Coppola et al., 2016). Существуют различные алгоритмы обработки этих данных для обнаружения термальных аномалий. Одним из них является алгоритм глобального мониторинга вулканической активности - MODVOLC (Flynn et al., 2002; Wright et al., 2002). Он основан на поиске высокотемпературных аномалий в 21 (4 мкм) и 32 (12 мкм) каналах MODIS. Для этого рассчитывается нормализованный тепловой индекс (НТИ), как соотношение между разницей и суммой указанных яркостей. Порогом обнаружения термальных аномалий является значение НТИ=> -0.8 для ночных снимков MODIS. В Институте вулканологии и сейсмологии ДВО РАН в 2015 году установлена приёмная станция УниСкан-36 (Сканэкс), которая позволяет производить приём и обработку спутниковых данных MODIS (от 4 до 8 снимков в сутки) в режиме реального времени. Авторами реализован алгоритм автоматической обработки снимков MODIS для обнаружения и количественной оценки термальных аномалий для действующих вулканов Камчатки и Курильских островов. Алгоритм позволяет: 1) для каждого действующего вулкана производится автоматический поиск тепловых аномалий на основе НТИ, 2) для каждого пикселя тепловых аномалий, имеющих пороговое значение НТИ=> -0.8 определяется мощность излучения (Wooster et al., 2003), 3) согласно определённой мощности излучения оценивается мгновенный расход лавы согласно методу D.Coppola (Coppola et al., 2013). Данные по зафиксированной максимальной, минимальной, фоновой температуре, количеству пикселей тепловых аномалий по каждому вулкану заносятся в базу данных. Согласно описанному алгоритму, производится оперативный мониторинг извержения Ключевского вулкана, начавшегося в апреле 2016 года. Применение алгоритма позволило отметить начало извержения в виде стромболианской активности в кратере вулкана. Для этого периода характерна средняя мощность излучения 30-50 МВатт и расход лавы 0,6 м3/сек. 23 апреля произошло мощное эксплозивное событие, которое привело к частичному разрушению привершинной области восточного склона вулкана (верхняя часть Апахончичского желоба). По спутниковым снимкам 24-27 апреля было зафиксировано резкое увеличение мощности излучения до 500 МВатт и расхода лавы 5 м3/сек, что свидетельствовало о начале излияния лавового потока по восточному склону вулкана. Интенсивность излияния лавовых потоков начала повышаться с начала июня 2016 года, достигнув максимальных значений мощности излучения в 1500-1800 МВатт в июле-сентябре, средний расход лавы составил 4-6 м3/сек, при максимальных значениях 15-20 м3/сек. На сегодняшний день 30 сентября, извержение Ключевского вулкана продолжается, предварительный объём эффузивного материала составляет 0,05 км3 (±50%). Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (проект № 16-17-00042).