Геоинформационный анализ изменчивости состояния природной среды после извержений вулкана Чикурачки по данным дистанционного зондирования земли

DOI: 10.35595/2414-9179-2021-1-27-292-303

Посмотреть или загрузить статью (Rus)

Об авторах

А.А. Верхотуров

Институт морской геологии и геофизики Дальневосточного отделения Российской академии наук, Центр коллективного пользования,
ул. Науки, 1Б, 693022, г. Южно-Сахалинск, Россия;
E-mail: ussr-91@mail.ru

В.А. Мелкий

Институт морской геологии и геофизики Дальневосточного отделения Российской академии наук, Лаборатория вулканологии и вулканоопасности,
ул. Науки, 1Б, 693022, г. Южно-Сахалинск, Россия;
e-mail vamelkiy@mail.ru

Аннотация

Эксплозивные извержения вулканов представляют определенную опасность для природной среды, транспортных коммуникаций и иных объектов хозяйственной деятельности людей в связи с тем, что во время таких извержений в течение продолжительного времени в атмосферу может поступать до нескольких кубических километров вулканических пеплов и аэрозолей. Исследование масштабов воздействия извержений вулканов на прилегающую территорию и определение их последствий способствует обоснованной оценке вулканической опасности и возможных рисков при ведении хозяйственной деятельности и обеспечению безопасного расположения населенных пунктов, предприятий, линий морского и воздушного сообщения. Чикурачки является одним из наиболее активных вулканов на территории Курильской островной дуги. В трудах вулканологов приводятся данные о его извержениях в 1853–1859, 1958, 1961, 1964, 1973, 1986, 2002, 2003, 2005, 2007, 2008, 2015, 2016 гг. В качестве средства оценки состояния природной среды применялся вегетационный индекс (NDVI). Граница, разделяющая районы с нарушенным и здоровым растительным покровом, принята по изолинии со значением NDVI равным 0,4. Составлена карта-схема динамики граничных изолиний по вегетационному индексу с 1972 по 2020 гг. Выявлена динамика растительного покрова в северо-восточном, юго-восточном и южном секторах относительно вулкана Чикурачки. Северо-восточный сектор испытал сильное негативное воздействие извержения вулкана Чикурачки в 1853 г., в более позднее время (2007 и 2015 гг.) в этом направлении наблюдались только пеплопады. К 2020 г. за пределами изолинии NDVI = 0,4 растительный покров почти целиком восстановился. Юго-восточный сектор пострадал во время извержения 1986 года, он также подвергался периодическим выпадениям тефры и пеплопадам в течении 2002–2016 гг. Растительность была полностью уничтожена на расстоянии до 9 км от кратера вулкана, погибли долинные леса на реке Тухарка. В южном секторе в верхней части хребта Вернадского суровые условия произрастания не позволяют растительности восстановиться в течении десятилетий. В то же время на восточных и западных склонах хребта, после извержений с отложением тефры небольшой мощности, ольховый стланик восстанавливается через несколько лет. Результаты исследования могут быть использованы при прогнозировании вулканической опасности и оперативной оценке воздействия вулкана на природную среду территорий.

Ключ. слова

эксплозивное извержение, тефра, дешифрирование космических снимков, геоинформационный анализ, Чикурачки

Список литературы

  1. Абдурахманов A.M., Федорченко В.М. О вулканической активности на Курильских островах в 1973 г. и о некоторых не зафиксированных ранее извержениях. Вулканы Курильской островной дуги и острова Сахалин. Тр. СахКНИИ. 1976. Вып. 48. С. 114–118.
  2. Белоусов А.Б., Белоусова М.Г., Гришин С.Ю., Крестов П.В. Исторические извержения вулкана Чикурачки (о. Парамушир, Курильские острова). Вулканология и сейсмология. 2003. № 3. С. 15–34.
  3. Верхотуров А.А. Анализ изменений состояния экосистем на острове Атласова (Курильские острова). Вестник СГУГиТ (Сибирского государственного университета геосистем и технологий). 2020. Т. 25. № 3. С. 139–150. DOI: https://doi.org/10.33764/2411-1759-2020-25-3-139-150.
  4. Верхотуров А.А., Мелкий В.А. Картографирование растительных сообществ подзоны темнохвойных лесов юга Сахалина на основе космических съемок. ИнтерКарто. ИнтерГИС. Геоинформационное обеспечение устойчивого развития территорий: Материалы Междунар. конф. M: Издательство Московского университета, 2020. Т. 26. Ч. 4. С. 60–72. DOI: https://doi.org/10.35595/2414-9179-2020-4-26-60-72.
  5. Гирина О.А., Малик Н.А., Котенко Л.В. Активность вулкана Чикурачки (о. Парамушир, Северные Курилы) в 2002–2007 гг. по данным KVERT. Вестник Камчатской региональной ассоциации Учебно-научный центр. Серия: Науки о Земле. 2008. № 1. Вып. 11. С. 67–73. DOI: https://doi.org/10.21046/2070-7401-2016-13-2-235-239.
  6. Гирина О.А., Маневич А.Г., Нуждаев А.А., Сорокин А.А. Извержение вулкана Чикурачки (о. Парамушир, северные Курилы) в 2016 г. Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2016. Т. 13. № 2. С. 235–239. DOI: https://doi.org/10.21046/2070-7401-2016-13-2-235-239.
  7. Гирина О.А., Ушаков С.В., Малик Н.А., Маневич А.Г., Мельников Д.В., Нуждаев А.А., Демянчук Ю.В., Котенко Л.В. Действующие вулканы Камчатки и о-ва Парамушир Северных Курил в 2007 г. Вулканология и сейсмология. 2009. № 1. С. 3–20.
  8. Гирина О.А., Маневич А.Г., Мельников Д.В., Нуждаев А.А., Петрова Е.Г. Извержения вулканов Камчатки и Северных Курил в 2016 г. и их опасность для авиации. Вулканология и сейсмология. 2019. № 3. С. 34–48. https://doi.org/10.31857/S0205-96142019334-48.
  9. Голубева Е.И., Каширина Е.С., Новиков А.А., Глухова А.В. Использование индекса NDVI для геоэкологической оценки особо охраняемых природных территорий на примере города Севастополя ИнтерКарто. ИнтерГИС. Геоинформационное обеспечение устойчивого развития территорий: Материалы Междунар. конф. M: Издательство Московского университета, 2019. Т. 25. Ч. 1. С. 320–331. DOI: https://doi.org/10.35595/2414-9179-2019-1-25-320-331.
  10. Гордеев Е.И., Гирина О.А., Лупян Е.А., Романова И.М., Мельников Д.В., Маневич А.Г., Лупян Е.А., Ефремов В.Ю., Кашницкий А.В., Уваров И.А., Бурцев М.А., Сорокин А.А., Королев С.П., Верхотуров А.Л., Крамарева Л.С. Информационная система VolSatView для решения задач мониторинга вулканической активности Камчатки и Курил. Вулканология и сейсмология. 2016. № 6. С. 62–77. DOI: https://doi.org/10.7868/S0203030616060043.
  11. Горшков Г.С. Вулканизм Курильской островной дуги. М: Наука, 1967. 287 с.
  12. Горшков Г.С. Вулканы острова Парамушир и их состояние летом 1953 г. Бюллютень вулканологических станций. 1954. № 22. С. 9–29.
  13. Гущенко И.И. Извержения вулканов мира. М.: Наука, 1979. 476 с.
  14. Дитмар К. Поездки и пребывание в Камчатке в 1851–1855 гг. СПб., 1901. Ч. 1. 767 с.
  15. Каширина Е.С., Новиков А.А. Использование ГИС для расчета рекреационных нагрузок на особо охраняемых природных территориях. Материалы Международной конференции «ИнтерКарто. ИнтерГИС». 2016. Т. 22. № 2. С. 174–181. DOI: https://doi.org/10.24057/2414-9179-2016-2-22-174-181.
  16. Овсянников А.А., Муравьев Я.Д. Извержение вулкана Чикурачки в 1986 г. Вулканология и сейсмология, 1992. № 5–6. С. 3–20.
  17. Рыбин А.В., Дегтерев А.В., Чибисова М.В., Гурьянов В.Б., Коротеев И.Г. Вулканическая активность на Курильских островах в 2012–2015 гг. Вестник Камчатской региональной ассоциации Учебно-научный центр. Серия: Науки о Земле. 2016. Т. 30. № 2. С. 77–87.
  18. Рыбин А.В., Чибисова М.В., Дегтерев А.В., Гурьянов В.Б. Вулканическая активность на Курильских островах в XXI в. Вестник ДВО РАН. 2017. № 1. С. 51–61.
  19. Тихонов И.Н., Рыбин А.В., Чибисова М.В. Некоторые закономерности времени возникновения сильных извержений вулканов Курильской островной дуги. Литосфера. 2011. № 3. С. 135–144.
  20. Федорченко В.И., Шилов В.Н. Извержение вулкана Чикурачки (о-в Парамушир) в 1961 г. Бюллютень вулканологических станций. 1963. № 34. С. 36–43.
  21. Черепанов А.С. Вегетационные индексы. Геоматика. 2011. № 2. С. 98–102.
  22. Шилов В.Н., Воронова Л.Г. Состояние действующих вулканов северной группы Курильских островов летом 1959 г. и некоторые сведения об извержении вулкана Чикурачки в мае 1958 г. Тр. СахКНИИ. 1962. Вып. 12. С. 114–126.
  23. Girina O.A., Melnikov D.V., Manevich A.G., Demyanchuk Yu.V., Nuzhdaev A.A., Petrova E.V. Kamchatka and North Kurile Volcano Explosive Eruptions in 2015 and Danger to Aviation. Geophysical research abstracts. 2016. V. 18. P. 2101. DOI: https://doi.org/10.13140/RG.2.1.5179.4001.
  24. Global Volcanism Program, 2013. Volcanoes of the World, v. 4.10.0 (14 May 2021). Venzke E. (ed.). Smithsonian Institution. Downloaded 3 Marсh 2021. https://doi.org/10.5479/si.GVP.VOTW4-2013.
  25. Neal C.A., Girina O.A., Senyukov S.L., Rybin A.V., Osiensky J., Izbekov P., Ferguson G. Russian eruption warning systems for aviation. Natural Hazards. 2009. V. 51. No. 2. P. 245–262. DOI: https://doi.org/10.1007/s11069-009-9347-6.
  26. Neal C.A., Herrick J.A., Girina O.A., Chibisova M.V., Rybin A.V., McGimsey R.G., Dixon J. 2010 Volcanic activity in Alaska, Kamchatka, and the Kurile Islands: Summary of events and response of the Alaska Volcano Observatory. 2014. 76 p. DOI: http://dx.doi.org/10.3133/sir20145034.
  27. Siebert L., Simkin T., Kimberly P. Volcanoes of the World. Third edition. Smithsonian institution, University of California Press, 2010. 551 p.

Для цитирования: Верхотуров А.А., Мелкий В.А. Геоинформационный анализ изменчивости состояния природной среды после извержений вулкана Чикурачки по данным дистанционного зондирования земли. ИнтерКарто. ИнтерГИС. M.: Географический факультет МГУ, 2021. Т. 27. Ч. 1. С. 292–303. DOI: 10.35595/2414-9179-2021-1-27-292-303

For citation: Verkhoturov A.A., Melkiy V.A. Geoinformation analysis of variability state of the natural environment after eruption of the Chikurachki volcano by remote sensing data. InterCarto. InterGIS. Moscow: MSU, Faculty of Geography, 2021. V. 27. Part 1. P. 292–303. DOI: 10.35595/2414-9179-2021-1-27-292-303 (in Russian)