По материалам Esri
Research, analyze, and forecast volcanic hazards with GIS
Ученые из Геологической службы США используют ArcGISдля исследования территорий с вулканической опасностью с целью их анализа и предсказания возможных извержений вулканов, разработки планов по спасению людей при вероятном извержении. В ГИС по слоям вводится информация о размещении населения и инфраструктуре, которая подвергается опасности. ГИС также помогает контролировать изменения в сейсмике, используя 3D изображения эпицентра извержения.
В 1930 году извержение вулкана Мерапи в Индонезии унесло жизни более 1300 человек, проживавших на склонах этой горы. Этот один из самых молодых и активных вулканов в стране получил прозвище «Гора Огня». Вулкан и сейчас держит в напряжении жителей окрестных поселений, правительство и вулканологов.
Теперь, через много лет после разрушительного извержения вулкана Мерапи, ученые из Центра помощи при вулканических извержениях (VDAP) Геологической службы США (USGS) уже способны предсказывать извержения вулканов и заранее планировать необходимые спасательные операции. После извержения вулкана Невадо-дель-Руис в Колумбии в 1985 году, унесшего жизни более 23000 человек, в VDAP была создана мобильная служба, которая совместно с Отделом помощи жертвам бедствий, произошедших за рубежом (U.S. Office of Foreign Disaster Assistance), призвана оперативно реагировать на извержения вулканов. Как отмечает Джулия Грисвольд (Julia Griswold), ученый из центра VDAP, эта группа тесно сотрудничает с местными специалистами с целью улучшить имеющуюся сеть по мониторингу вулканической активности, правильнее установить оборудование для наблюдения вулканов, точнее интерпретировать данные наблюдений и оценивать вулканическую опасность.
Для тех территорий, где существует опасность извержения вулканов, например Индонезии, ученые используют космические снимки и данные непрерывных наблюдений, чтобы определить изменения вулканической активности. Полученная информация вводится в ГИС и на основе топографии и других содержащихся в системе данных определяется территория, которая при извержении не будет затронута потоками лавы и грязи. На выделенных таким образом безопасных участках можно создавать убежища для эвакуации населения из зон вулканической опасности. Создание таких моделей для 129 вулканов Индонезии – это огромный объем работ. Однако выполнение этой задачи стало значительно проще, благодаря использованию ГИС и постоянно пополняемых баз данных. Для исследования, анализа и предсказания территорий вулканической опасности ученые из Геологической службы США используют ПО ArcGIS, являющееся в этой организации одним из основных инструментов пространственного моделирования и работы с геоданными.
«Наглядная форма представления сугубо технической информации, научных концепций и наработок, их демонстрация официальным лицам и местному руководству зачастую реально помогает своевременному принятию адекватных мер и предотвращению возможных бедствий – отмечает Грисвольд. – Инструменты ArcGIS позволяют проводить пространственно-временной анализ мест извержения, использовать алгебру растров и функции влияния горных склонов. Хотя эти функции и достаточно просты, но без них был бы невозможен анализ отдаленных территорий, прямой доступ к которым практически невозможен».
В 2006 году, когда вулкан Мерапи вновь начал грохотать, изливать лаву и изрыгать горячий вулканический пепел и дым, власти приступили к массовой эвакуации населения. Благодаря данным по мониторингу, полученным учеными из центра VDAP, индонезийские власти смогли построить запасную дорогу для эвакуации и убежища на территории, находящейся в отдалении от мощного лавового потока и путей распространения вредных газов. И хотя извержение 2006 года было определено как умеренное – 2,5-мильное облако горячего пепла и газа не достигло густозаселенных территорий – вулканологи предупреждали о возможности разрушения самого вулкана в любой момент.
«Знание о месте расположения убежищ помогает нам заранее спланировать процесс эвакуации, улучшить инфраструктуру этих мест, особенно это касается зданий и дорог, а также учреждений по поддержке населения, например больниц»: – говорит Дали Ахмад (Dali Ahmad), вулканолог из Индонезийского центра вулканологии и уменьшения геологической опасности (CVGHM). Ученые CVGHM в сотрудничестве с Геологической службой США помогают сохранять жизни людей при извержениях вулканов. Используя ГИС, они могут формировать запросы к геологическим данным, анализировать их и сохранять полученные результаты в базе данных, которая доступна также и для других подобных учреждений, и для местных органов власти. Ахмад и его команда может использовать 3D изображения эпицентров извержения вулканов для отслеживания происходящих в них изменений, а также для определения проявления признаков, свидетельствующих о возрастании магматического давления и излиянии лавы на поверхность. Центры поселений или другая инфраструктура, которая подвергается опасности при извержении вулкана, представлена в ГИС в виде отдельных тематических слоев, что удобно при разработке планов эвакуации населения. Зоны опасности, смоделированные при помощи ГИС-технологий, совместно с топографическими данными также позволяют определить возможность и наиболее вероятные места схода селевых потоков, грязевых оползней, состоящих из вулканических выбросов и воды.
«Мы используем ГИС для создания карт и моделей местности, на которых показаны территории, которые могут подвергаться опасности при извержении вулкана. Мы также делаем эти карты доступными для правительства – особенно на региональном уровне. Такие карты должны помочь при планировании и реконструкции городских поселений. – объясняет Ахмад – Это должно помочь местным органам власти проводить более обоснованное территориальное планирование, они могут уменьшить или полностью остановить строительство и, как следствие, рост населения на территориях, подверженных опасности и, напротив, установить приоритет в развитии безопасных территорий».
Выученный урок
Быстрое своевременное предупреждение о катастрофическом извержении вулкана Пинатубо на Филиппинах в 1991 году – самый известный успех Центра помощи при вулканических извержениях. Оперативная экспертиза геологической истории этого вулкана и сопоставление накопленных данных с текущей ситуацией показала возможность сильных взрывных извержений. Такая оценка помогла определить зоны опасности вблизи вулкана до начала его катастрофического извержения 15 июня 1991 года. Ученые из центра VDAP совместно со своими филиппинскими коллегами своевременно установили надвигающуюся опасность и, поэтому, успели создать сеть по наблюдению за вулканом и провести детальную оценку опасности. В результате они смогли дать точный прогноз извержения этого вулкана местным органам власти и руководству вооруженными силами США. Своевременная эвакуация и другие предпринятые меры помогли спасти тысячи жизней и на сотни миллионов долларов уменьшить затраты на обеспечение с воздуха и переброску людей и техники.
После извержения вулкана Пинатубо в 1991 году ученые из центра VDAP приступили к изучению большого количества вулканов в Центральной и Южной Америке, Карибском бассейне, Африке, Азии и в южной части Тихого океана. Развитие методов по контролю над вулканами, предложенных учеными из Геологической службы США, и опыт, полученный учеными из Центра помощи при вулканических извержениях поможет ученым защитить людей и имущество от будущих извержений вулканов.
 Рис. 1. При извержении вулкана Мерапи (Индонезия) в 2006 году произошел выброс облака, состоящего из горячего пепла и газа, на высоту 2,5 мили. Благодаря проведению предварительного изучения этого вулкана с использованием ГИС-технологий, ученые смогли вовремя предупредить правительство о необходимости эвакуации жителей с опасной территории. |
 Рис. 2. Ученые из Индонезийского центра вулканологии и уменьшения геологической опасности (CVGHM) используют ГИС для определения опасных зон, основываясь на топографических, гидрологических, геологических данных и данных о землепользовании рядом с вулканом. В прогнозной модели показаны возможные селевые потоки, потоки лавы, газа и пепла. |
