数据同化等新方法推动火山预测研究

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	数据同化等新方法推动火山预测研究
	刘学
	2017-08-01
所属快报	地球科学快报
出版年	2017
期	15
语种	中文
领域	地球科学
栏目	地震与火山学
中文关键词	数据同化 ; 火山 ; 预测研究
中文摘要	2017年6月28日，法国萨瓦大学研究人员在Frontiers in Earth Science发表文章《同化变形数据以预测火山喷发：基于合成案例的潜力评估》（Assimilation of Deformation Data for Eruption Forecasting: Potentiality Assessment Based on Synthetic Cases），文中指出可利用卫星数据对火山喷发进行预测，方法类似于现在的天气预报。
情报分析_信息来源性质	大学
情报分析_信息来源机构	萨瓦大学
情报分析_机构类别	大学
情报分析_信息来源国家	法国
情报分析_信息类别	前沿研究进展
情报分析_研究主题	可利用卫星数据对火山喷发进行预测，方法类似于现在的天气预报
情报分析_研究内容	研究人员表示，他们是第一个采用数据同化（data assimilation）策略的研究者，其通过使用全球导航卫星系统（GPS）和卫星雷达数据测量的地面变形数据来成功预测火山下岩浆超压的演变。气象学家和气候研究人员已使用类似的技术用来预测天气和估算碳排放导致的气候长期演变。但火山学家刚开始探讨这种技术是否也可以用来预测火山爆发。在他们最新的研究中，通过探索性模拟，已经能够正确地预测理论上驱动火山爆发的过度压力，以及最深的地下岩浆房的形状和岩浆的流量。当前研究小组已经开始在冰岛的格里姆火山（Grímsvötn Volcano）和美国阿拉斯加州的奥克默克火山（Okmok Volcano）测试他们方法的可行性。 2017年6月28日，Science Advances刊发文章《相对地震速度变化与Kīlauea火山变形的关系》（Relative seismic velocity variations correlate with deformation at Kīlauea volcano），文中指出英国剑桥大学和美国地质调查局的研究人员利用“地震噪声干涉测量”技术与地球物理学测量相结合，测量了火山的能量移动。他们发现，能量传播的速度与在岩石中观察到的膨胀和收缩量之间存在很好的相关性。当火山即将爆发时，该技术可用于更准确地预测。研究数据来自美国地质调查局在夏威夷Kīlauea火山收集的数据，在4年的时间段里，研究人员使用传感器来测量随时间推移通过火山的地震波速度的相对变化。然后他们将其结果与第二组数据进行了比较，该数据在相同时间段内测量了火山角度的微小变化。研究人员表示这是第一次在如此长的时间内比较地震噪声与变形，两者之间的强相关性表明，这可能是预测火山爆发的新方式。火山地震学一般是测量火山的小地震。当岩浆在地下运动，穿过坚实的岩石时经常会发生微小的地震。因此，检测这些地震对于喷发预测是非常有用的。但有时岩浆可以通过预先存在的途径静静地流动，也不会发生地震。这种新技术仍将检测岩浆流引起的变化。研究人员预计，这项新的研究将允许该方法在世界各地数百个活火山上使用。 2017年7月，夏威夷大学研究人员在《火山学通报》（Bulletin of Volcanology）发表文章《利用卫星数据预测火山喷发出的熔岩流的结束》（Predicting the end of lava flow-forming eruptions from space），文中指出，利用卫星数据可以用来预测火山喷发出的熔岩流何时结束。研究人员成功验证了于1981年首次出版的假说，该假说详细描述了典型的火山喷发中熔岩流的流量变化。该模型预测，一旦熔岩流开始喷发，其流量将在在火山口迅速上升至峰值，然后经过较长时期后减至零，当流量为零时，喷发即结束。研究人员开发了一个使用NASA的MODIS传感器进行红外探测的系统，用于监测和评估喷发火山的热量。热量用于计算熔岩流量。自2000年以来，该系统每天都在监测每平方公里的地球表面，每天多达4次。目前已监测了全球超过100个不同的火山喷发。该项目的数据库包含了34个火山的104次喷发造成的熔岩流。利用这些数据成功验证了上述假说。研究人员表示能够预测熔岩流形成爆发的结束非常重要，因为它将大大减少对受喷发影响的人造成的干扰。未来，研究人员计划在持续喷发期间使用这种方法作为近实时的预测工具。
参考文献	[1] Assimilation of Deformation Data for Eruption Forecasting: Potentiality Assessment Based on Synthetic Cases. http://journal.frontiersin.org/article/10.3389/feart.2017.00048/full [2] Relative seismic velocity variations correlate with deformation at Kīlauea volcano. http://advances.sciencemag.org/content/3/6/e1700219 [3] Predicting the end of lava flow-forming eruptions from space . https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs00445-017-1134-8
文献类型	快报文章
条目标识符	http://119.78.100.173/C666/handle/2XK7JSWQ/180664
专题	地球科学
推荐引用方式 GB/T 7714	刘学. 数据同化等新方法推动火山预测研究. 2017.