Мониторинг и прогнозирование извержения вулкана. Оповещение населения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по рыболовству

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Камчатский государственный технический университет»

Кафедра «Защита окружающей среды и водопользование»

Защита населения в ЧС

Контрольная работа

Мониторинг и прогнозирование извержения вулкана. Оповещение населения.

Выполнила студентка группы 11ТБб Склярова Н.И.

Проверил: старший преподаватель каф. ЗОС Власова И.М.

Петропавловск-Камчатский, 2015

Ежегодно на земном шаре происходит 20-30 вулканических извержений (в отдельные годы это количество увеличивается до 40-45).

Бедствия от деятельности вулканов связаны с потоками расплавленной лавы, температура которой достигает 1000-1100^oC, палящими тучами, пепловыми и грязевыми потоками, выбросами пирокластических материалов. Кроме того, с извержениями часто связаны землетрясения, оползни, цунами.

Поэтому проблема обеспечения своевременного и достоверного предсказания извержений вулканов весьма актуальна.

Современные способы прогнозирования извержений вулканов (геологические, геодезические, геофизические, геохимические и т. д.) ориентированы главным образом на определение конкретных признаков и предвестников извержений, характерных для отдельных действующих вулканов, типов и групп вулканов, и состоят в том, что осуществляют контроль по меньшей мере одного физического параметра, связанного с вулканической деятельностью, в окрестностях возможного извержения вулкана, сравнивают текущее значение параметра с его критическим значением, после которого извержение вулкана наиболее вероятно, и по величине отклонения текущего значения от критического судят о степени вероятности извержения вулкана.

По существу все известные в настоящее время способы прогнозирования извержений построены на основе достаточно ограниченного регионального мониторинга, который проводится в активном режиме практически постоянно. Эти способы позволяют получить конкретный результат в отношении места извержения, однако, достаточной определенности относительно предсказания времени извержения известными способами получить, как правило, не удается. Кроме того, необходимость постоянного проведения мониторинга приводит к значительным материальным затратам.

В основу изобретения поставлена задача создать способ прогнозирования извержений вулканов, который позволял бы предсказывать заблаговременно и с достаточной точностью время извержения и при этом не требовал беспрерывно осуществлять мониторинг в течение всего периода наблюдения.

Поставленная задача решается тем, что в способе прогнозирования извержений вулканов, состоящем в том, что осуществляют контроль по меньшей мере одного физического параметра, связанного с вулканической деятельностью в окрестностях возможного извержения вулкана, сравнивают текущее значение параметра с его критическим значением, после которого извержение вулкана наиболее вероятно и по величине отклонения текущего значения от критического судят о степени вероятности извержения вулкана, согласно изобретению контроль параметров осуществляют на протяжении промежутков времени, календарный срок и длительность которых определяют по астрономическим показателям, отражающим величину гравитационной составляющей вулканической деятельности.

На Камчатке находятся наиболее активные вулканы нашей планеты. Ежегодно здесь наблюдаются эксплозивные извержения 3-5 вулканов. Камчатский филиал Геофизической службы (КФ ГС) РАН проводит мониторинг активности вулканов Камчатки в режиме, близком к реальному времени, с 2000 г.

Исследования ведутся по трем направлениям:

· сейсмологический мониторинг;

· визуальные и видеонаблюдения;

· спутниковый мониторинг.

В настоящее время ежедневно проводимая КФ ГС РАН работа по сбору, обработке и представлению информации об активности вулканов позволяет своевременно и обоснованно оценивать их состояние и делать выводы о возможном развитии вулканической активности. Срочная информация о вулканической опасности передается по электронной почте или по телефонам в ГУ МЧС Камчатского края, а также в рамках международного проекта KVERT в Аляскинскую Вулканологическую Обсерваторию (АВО) и в Институт вулканологии и сейсмологии (ИВиС) ДВО РАН в группу KVERT (Камчатская Группа Реагирования на Вулканические Извержения). Из всех перечисленных выше направлений сейсмологический мониторинг является ведущим методом, потому что обеспечивает непрерывный круглосуточный контроль в режиме реального времени. Видео и визуальные наблюдения в условиях Камчатки часто невозможны из-за плохой погоды или темноты, что составляет по нашим оценкам до 75% от общего времени. Более половины активных вулканов расположены вдали от населенных пунктов, и постоянные визуальные наблюдения для них отсутствуют. Спутниковые данные позволяют контролировать большие территории, и не зависят от времени суток. Однако они сильно зависят от погодных условий, носят дискретный характер и доступны только с некоторой задержкой (минимум -30 мин, в среднем - 2 ч). Дискретный характер не дает возможности определить точно время начала извержения.

СЕЙСМОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ

Первые исследования взаимосвязи активности Камчатских вулканов с сейсмическими событиями были проведены известным камчатским вулканологом Г.С. Горшковым [1961]. П.И. Токарев в 1960 г. начал создавать методы и службу прогноза вулканических извержений. Детальный анализ сейсмичности за более чем 40-летний период наблюдений за Камчатскими вулканами позволил ученым сейсмологам: П.И. Токареву, В.И. Горельчик, С.А. Федотову, Е.И. Гордееву, В.М. Зобину, В.А. Широкову, В.Т. Гарбузовой А.В. Сторчеусу, В.В. Иванову не только изучить сейсмологические предвестники извержений, но и успешно спрогнозировать наиболее сильные из них, как, например, Большое трещинное Толбачинское извержение в 1975г. побочное извержение вулкана Ключевской в 1983 г. и экструзивное извержение вулкана Шивелуч в 2001 г. Эффективность мониторинга состояния и прогноза активности вулканов определяется тремя главными факторами:

1) Детальность системы наблюдений. В настоящее время исторически сложившаяся радиотелеметрическая сеть КФ ГС РАН позволяет проводить сейсмический мониторинг вулканов Камчатки с разной степенью детальности. Наиболее детальные наблюдения проводятся на Авачинской и Северной группах вулканов, а также на вулканах Кизимен, Горелый и Мутновский. На вулканах Карымский, Алаид (о. Атласова) и Эбеко (о. Парамушир) установлено только по одной станции, что позволяет фиксировать слабые локальные землетрясения, но не позволяет определять их пространственное положение. На остальных вулканах возможна регистрация только сильных сейсмических событий по удаленным станциям.

2) Обеспеченность системы наблюдений современными средствами связи и обработки. В 1996-1998 гг. был произведен качественный скачок в обработке сейсмической информации. В эти годы был осуществлен перевод сейсмической информации в цифровой формат и переход на обработку сейсмограмм с экрана компьютера. Также было завершено объединение всех телеметрических сейсмических данных в рамках единой корпоративной сети, что позволило иметь доступ к сейсмической информации в реальном режиме времени.

3) Обеспеченность квалифицированным персоналом, имеющим необходимый опыт. Результаты сейсмического мониторинга публикуются в различных информационных ресурсах. Ежедневно информация о вулканических землетрясениях и о состоянии вулканов передается по установленному регламенту в заинтересованные организации и размещается на сервере КФ ГС РАН в Интернете.

ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ ВУЛКАНОВ И ПРОГНОЗ ИХ АКТИВНОСТИ ПО ДАННЫМ СЕЙСМОЛОГИЧЕСКИХ НАБЛЮДЕНИЙ

вулкан сейсмологический извержение предсказание

При регистрации сейсмических сигналов на действующих вулканах по числу землетрясений и их распределению в пространстве и времени, по выделившейся энергии, а также по спектральному составу сигналов и другим параметрам, идентифицируются два уровня сейсмической активности:

· фоновая (или нормальная);

· выше фона (или повышенная).

Понятие “фоновая” - индивидуальное для каждого вулкана, оценивается по опыту регистрации. Уровень “фоновой” активности характеризуется отсутствием проявлений вулканической активности, представляющей реальную опасность (пепловые выбросы, лавовые потоки, лавины из раскаленного материала). Если на вулкане фиксируется повышенная сейсмичность, то это означает, что вулкан неспокоен и представляет опасность. Именно на этом основана система предупреждения о повышении вулканической опасности, без детализации каких-либо параметров. Система предупреждения реализована с помощью четырехцветной шкалы кодов опасности. Впервые такая шкала была использована Аляскинской вулканологической обсерваторией для обозначения степени опасности вулканов для авиации. Существенным дополнением к этой шкале стало выставление цветового кода по зарегистрированной в данные сутки сейсмической активности. Для этого каждому цветовому коду для отдельно взятого вулкана было сопоставлено фиксированное количество, энергия и тип сейсмических событий. Таким образом была создана возможность в режиме реального времени быстро оценивать состояние вулканов и представлять зарегистрированные результаты в Интернете в простом и удобном формате. Постепенный сбор, накопление и исследование зарегистрированных данных для разных состояний вулканов позволило создать предпосылки для составления прогнозов извержений.

Первый официальный прогноз был передан в КФ РЭС в январе 2005 г. К 2011 г. накоплен достаточный опыт для уверенной оценки состояния и прогноза активности для вулканов Безымянный и Ключевской. Это позволило сделать 8 успешных краткосрочных прогнозов из 10 эксплозивных извержений вулкана Безымянный и 3 успешных среднесрочных прогноза развития активности вулкана Ключевской, произошедших в 2004-2010 гг. В 2000-2015 гг. для 9 вулканов Камчатки из 10 (для которых возможен детальный сейсмологический мониторинг) были зафиксированы проявления различной степени вулканической активности.

Памятка по действиям населения при извержении вулканов и пепловых выбросах

КАК ПОДГОТОВИТЬСЯ К ИЗВЕРЖЕНИЮ ВУЛКАНА

Следите за предупреждениями о возможном извержении вулкана. Вы спасете себе жизнь, если своевременно покинете опасную территорию. При получении предупреждения о выпадении пепла закройте все окна, двери и дымовые заслонки. Поставьте автомобили в гаражи. Поместите животных в закрытые помещения. Запаситесь источниками освещения и тепла с автономным питанием, водой, продуктами питания на 3-5 суток.

При нахождении в районе вулкана соблюдайте меры собственной безопасности: в непосредственной близости от вулкана может наблюдаться превышение предельно допустимой концентрации газа при парогазовых выбросах. При приближении к вулкану есть вероятность попасть в пеплопад, что может привести к аллергическим реакциям, попаданию пепла в механизмы автомобилей и их выходу из строя.

КАК ДЕЙСТВОВАТЬ ВО ВРЕМЯ ИЗВЕРЖЕНИЯ ВУЛКАНА

Защитите тело и голову от камней и пепла. Извержение вулканов может сопровождаться бурным паводком, селевыми потоками, затоплениями, поэтому избегайте берегов рек и долин вблизи вулканов, старайтесь держаться возвышенных мест, чтобы не попасть в зону затопления или селевого потока.

Правила поведения при пеплопаде:

· при вдыхании пепла и попадании его в легкие возможны аллергические реакции, поэтому при пеплопаде необходимо закрыть двери и окна, постараться без необходимости не выходить на улицу;

· если пепел будет проникать в жилище, члены семьи должны надеть респираторы или марлевые повязки либо дышать через полотенце;

· укрыть компьютер, стереосистему и другое оборудование пластиковой пленкой или плотной тканью и не использовать в течение пеплопада;

· если вы работали во время пеплопада на улице, не вносите одежду в дом.

КАК ДЕЙСТВОВАТЬ ПОСЛЕ ИЗВЕРЖЕНИЯ ВУЛКАНА

Закройте марлевой повязкой рот и нос, чтобы исключить вдыхание пепла. Наденьте защитные очки и одежду, чтобы исключить ожоги. Не пытайтесь ехать на автомобиле после выпадения пепла - это приведет к выходу его из строя.

После пеплопада необходимо:

· надеть респиратор и очки перед уборкой дома от пепла;

· очистить крышу, водосточные желоба и другие места дома, где мог накопиться пепел, чтобы исключить их перегрузку и разрушение;

· обновить запас необходимого, который должен быть у вас на случай пеплопада.

Рекомендуется воздерживаться от походов к подножью извергающихся вулканов, это может угрожать вашей жизни, поскольку в непосредственной близости от вулкана может наблюдаться превышение предельно допустимой концентрации газа при парогазовых выбросах.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Созданная в КФ ГС РАН система мониторинга состояния вулканов Камчатки показала свою высокую эффективность в 2000-2010 гг. В настоящее время ежедневно проводимая КФ ГС РАН работа по сбору, обработке и представлению информации об активности вулканов позволяет своевременно и обоснованно оценивать их состояние и делать выводы о вулканической опасности. Срочная информация о вулканической опасности передается по электронной почте или телефонам в ГУ МЧС Камчатского края, а также в рамках международного проекта KVERT. К 2015 г. накоплен достаточный опыт не только для уверенной оценки состояния, но и для прогноза активности вулканов.

Также в конце 2010 г. был сделан один успешный прогноз эксплозивного извержения вулкана Кизимен при отсутствии опыта регистрации извержений этого вулкана по сейсмическим данным, благодаря накопленному опыту по слежению за Камчатскими вулканами и использованию литературных данных о подобных вулканах мира. Среди возможных основных направлений развития и улучшения системы мониторинга вулканов можно отметить следующие:

- продолжение расширения сети телеметрических сейсмических станций на активных вулканах Камчатки, с внедрением цифровых широко-полосных сейсмометрических каналов;

- развитие методов контроля вулканической активности;

- создание баз данных комплексных наблюдений по извержениям вулканов с привлечением спутниковой и видео-информации;

- создание экспертных информационно-аналитических систем для оценки состояния и прогноза развития вулканической активности.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Гарбузова В.Т., Соболевская О.В. Сейсмичность в районе вулкана Кизимен 1996-2007 гг. // Труды региональной научно-технической конференции “Геофизический мониторинг и проблемы сейсмической безопасности Дальнего Востока России”. T. 1. Петропавловск-Камчатский: ГС РАН, 2008. С. 64-68.

2. Гордеев Е.И., Гусев А.А., Левина В.И. и др. Коровая сейсмичность Камчатки // Комплексные сейсмологические и геофизические исследования Камчатки. Петропавловск-Камчатский: КОМСП ГС РАН, 2004б. С. 62-74.

3. Гордеев Е.И., Чебров В.Н., Дрознин Д.В. и др. Сбор, обработка и хранение сейсмологической информации // Комплексные сейсмологические и геофизические наблюдения на Камчатке. ПетропавловскКамчатский: КОМСП ГС РАН, 2004а. С. 43-61.

4. Гордеев Е.И., Чебров В.Н., Левина В.И. и др. Система сейсмологических наблюдений на Камчатке // Вулканология и сейсмология. 2006. № 3. С. 6-27.

5. Горшков Г.С. О связи сейсмических и вулканических явлений при извержении вулкана Безымянный (1956- 1957) // Бюл. вулканол. станций. 1961. № 31. С. 32-37. Действующие вулканы Камчатки // Под. ред. Федотова С.А., Масуренкова Ю.П. М.: Наука, 1991. Т. 1. 302 с.; Т. 2. 415 с.

6. Иванов В.В. Прогнозы крупных извержений вулканов на Камчатке и их оправдываемость // Вестник ДВО РАН. 2003. № 5. С. 97-108.

Размещено на Allbest.ru