Система мониторинга вулканов Камчатки и Курил позволяет оперативно оценивать параметры извержений

3 мая 2018

Система мониторинга активности вулканов Камчатки и Курил «VolSatView», разработанная ИКИ РАН, ИВиС ДВО РАН, ВЦ ДВО РАН и ДЦ НИЦ «Планета», активно развивается сегодня. В частности, в 2016-2017 годах в неё была включены методы и инструменты для работы с данными геостационарного спутника Himawari-8. Благодаря этому удалось наблюдать редкий случай одновременного извержения трёх вулканов Северной группы Камчатки.

Действующие вулканы Камчатки ― одни из самых активных в мире. Ежегодно здесь извергаются 3−7 вулканов. Во время извержений облака пепла поднимаются на высоту 10−15 км над уровнем моря и распространяются на тысячи километров от источника. Они часто становятся причиной пеплопадов в городах и поселках, уничтожают леса и коммуникации. Особенно опасны пепловые облака и шлейфы для полетов современных реактивных самолётов.

С 1993 года, чтобы уменьшить опасность от извержений для авиаперелетов и населения, начался ежедневный мониторинг вулканов, который ведёт Камчатская группа реагирования на вулканические извержения (KVERT). Она создана на базе Института вулканической геологии и геохимии (позже вошёл в состав Института вулканологии и сейсмологии, ИВиС) ДВО РАН, в тесном сотрудничестве с другими организациями.

В помощь ей в 2011 г. была создана система дистанционного мониторинга активности вулканов Камчатки и Курил, которая использует спутниковые данные, совместными усилиями специалистов ИВиС ДВО РАН, ИКИ РАН, Вычислительного центра ДВО РАН и Дальневосточного центра (ДЦ) НИЦ «Планета». Уже в 2014 г. она в тестовом режиме начала функционировать на службе KVERT.

Система, получившая название «VolSatView», реализована на основе технологий работы со спутниковыми данными, разработанных в ИКИ РАН. Её основа — оперативные данные, поступающие от различных спутниковых систем.

Созданный в системе картографический веб-интерфейс позволяет пользователям в режиме реального времени работать с различными информационными продуктами, в том числе и виртуальными — формируемыми «на лету» по запросу пользователей. Для распределенного анализа и обработки таких продуктов «VolSatView» предоставляет различные инструменты, которыми пользуются специалисты, ведущие мониторинг и изучающие вулканическую активность.

Хранение данных и работа инструментов для их анализа обеспечивают аппаратно-программные комплексы организаций-разработчиков системы. Это дает возможность пользователю, во-первых, сократить на порядки локальные вычислительные мощности, необходимые работы с данными, и во-вторых, не использовать дорогостоящее специализированное программное обеспечение. Фактически, достаточно иметь обычный компьютер с Интернет-браузером и подключением к глобальной сети.

Данные в систему поступают со спутников российских серий «Метеор-М», «Ресурс-П», «Канопус-В» и зарубежных NOAA, Landsat, Sentinel, а также аппаратов Terra, Aqua, NPP, EO-1.

В 2016 г. к ним добавился геостационарный японский спутник Himawari-8, благодаря которому информацию о территории Камчатки и Курил можно обновлять каждые 10 минут, а в некоторых случаях ― каждые 2,5 минуты. Данные Himawari-8 помогают исследовать быстропротекающие  вулканические процессы и положили начало разработке новых методик для обработки и анализа спутниковых данных. Основной инструмент спутника имеет 16 каналов, с помощью которых получают изображения высокого разрешения в видимом, ближнем и тепловом инфракрасном диапазонах. Спутник позволяет получать до 144 наблюдений в сутки. Специально для работы с данными Himawari-8 в системе созданы новые инструменты, с помощью которых можно строить анимированные изображения, иллюстрировать динамику извержений и анализировать временные ряды наблюдений: в том числе проводить оперативный анализ информации с задержкой не более 30 минут с момента регистрации.

«Благодаря оперативному спутниковому мониторингу вулканов Камчатки можно анализировать  термальные аномалии и пепловые шлейфы  в районах вулканов, производить их численное моделирование, определять различные характеристики  вулканогенного процесса.  И, конечно, важнейшая задача— оперативно информировать об опасных ситуациях, — рассказывает Евгений Лупян, руководитель отдела технологий спутникового мониторинга ИКИ РАН. — 14–18 июня 2017 г. нам посчастливилось наблюдать уникальный случай — процесс извержений сразу трёх вулканов Северной группы Камчатки: Шивелуча, Ключевского и Безымянного. Благодаря информации Himawari-8 нам удалось восстановить развитие всех событий, которые происходили в этом районе: начало эксплозий, размеры пепловых облаков, направление их перемещения. По этим данным создана анимационная картина, наглядно иллюстрирующая скоротечность мощных эксплозивных извержений и долговременность существования в атмосфере облаков пепла, которые представляют реальную опасность для авиации».

Извержения Северной группы вулканов Камчатки 14–18 июня 2017 года. Изображение получено с помощью инструментов информационной системы VolSatView
Извержения Северной группы вулканов Камчатки 14–18 июня 2017 года. Изображение получено с помощью инструментов информационной системы VolSatView

- С.В.

Дополнительная информация: 
  1. Сайт Информационной системы «VolSatView»
  2. Страница Камчатской группы реагирования на вулканические извержения (KVERT)
  3. ИКИ РАН: Важнейшие законченные научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы, выполненные в 2017 г. и готовые к практическому использованию (.pdf)