This paper presents a method for retrieving volcanic sulphate aerosols optical parameters from the AHI radiometer on board the Himawari-8 satellite. The proposed method is based on optical models for various mixtures of the volcanic cloud’s aerosol components, including ash particles, ice crystals, water drops, and sulphate aerosol droplets. The application of multicomponent optical models of various aerosol compositions allowed the optical thickness and mass loading of sulphate aerosol to be estimated in the sulfuric cloud formed after the Karymsky volcano eruption on November 3, 2021. A comprehensive analysis of the brightness temperatures of the sulfuric cloud in the infrared bands was performed, which revealed that the cloud composed a mixture of sulphate aerosol and water droplets. The use of the models of various aerosol composition allows the satellite-based estimation of optical parameters not only for sulphate aerosol but also for the whole aerosol mixture.

This paper considers the propagation of ash during the paroxysmal eruption of Sheveluch Volcano which occurred April 10–13, 2023, and its impact on the water resources of the affected area. We characterize ash thicknesses at various population centers and describe the grain-size composition of the ash. We show that the propagation of ash plumes is primarily driven by the eruption dynamics, but atmospheric circulation actually controls the spatial distribution of deposit thickness. The water-soluble salts contained in the ash and the dynamics of their washing out under natural conditions have been determined. The water-soluble part of fresh ash is dominated by calcium and magnesium sulfates, sodium chloride, with minor amounts of chlorides and fluorides of aluminum, potassium, and ammonium. The first substances to be washed out from ashes are well-soluble chlorides, to be followed by sulfates. As time goes on, the total concentration of soluble salts is decreasing, and their qualitative composition changes: hydrogen carbonates of calcium, magnesium, and sodium begin to dominate. Several months after the eruption, the impact of the ashfall on water resources of the settlements, including open springs at the ground surface, was leveled out.

Северная группа вулканов Камчатки – уникальна. Она является своеобразной “горячей точкой планеты”, здесь находятся одни из самых активных вулканов мира: Шивелуч, Ключевской и Безымянный. Каждый из вулканов обладает оригинальными магматической системой, составом эруптивных продуктов, особенностями развития. В то же время они иногда работают одновременно, а иногда откликаются на активность друг друга. Описанию их эруптивной деятельности с середины прошлого века до наших дней и посвящена монография.

Шивелуч — один из наиболее активных вулканов Камчатки. Его современная постройка включает три главных элемента: Старый Шивелуч, древнюю кальдеру и Молодой Шивелуч. На юго-западном склоне Старого Шивелуча находится группа древних экструзивных куполов (с юга на север): Шероховатая, Красная, Каран, Сопочка на склоне. Только в районе купола Каран имеются прогретые площадки с температурой мофет 70–96 °С. После мощного эксплозивного извержения влк. Шивелуч в апреле 2023 г. парогазовая активность купола Каран усилилась, на спутниковых снимках в районе купола начала отмечаться слабая термальная аномалия. На спутниковом снимке JPSS-12 (англ. Joint Polar Satellite System) от 6 апреля 2024 г. в 15:07 UTC (англ. Coordinated Universal Time) в районе купола Каран учёные KVERT (англ. Kamchatkan Volcanic Eruption Response Team) обнаружили яркую термальную аномалию, т. е. в этот день они зафиксировали уникальное явление: рождение нового вулканогенного образования — лавового купола, который назван «300 лет РАН». По состоянию на 7 июня 2024 г. размер нового купола составляет 800×500 м, площадь короны купола — 0,19 км2. Извержение купола «300 лет РАН» продолжается.

Исходя из анализа Величины Разницы Температур термальной Аномалии и Фона (ВРТАФ) в информационной системе VolSatView определен «фон активности» вулканов Шивелуч, Ключевской и Безымянный для периода 2015-2022 гг. Совместный анализ динамики извержения каждого вулкана и изменения его термальной активности позволил установить диапазон ВРТАФ для разных фаз извержения вулкана.

В работе описана активность вулканов Камчатки и Курил в 2023 г. Эксплозивные извержения вулканов Шивелуч, Ключевской и Безымянный представляли опасность для международных и местных авиаперевозок, Эбеко и Чикурачки − для местных авиаперевозок.

В работе приведена информация о минеральных парагенезисах, сформировавшихся в двух различных поствулканических обстановках: на поверхности термального поля и вокруг бескорневых сольфатар пирокластического потока.

Вулкан Ключевской — один из активнейших вулканов мира. В 2023–2024 гг. произошли два вершинных извержения: эксплозивно-эффузивное с 22 июня по 5 ноября 2023 г. и эксплозивное с 27 декабря 2023 г. по 2 января 2024 г. Эксплозивные фазы извержений проявлялись преимущественно в стромболианской активности, вулканская была менее продолжительной. Во время пароксизмальной фазы извержения с 31 октября по 2 ноября 2023 г. эксплозии поднимали пепел до 14 км над уровнем моря, пепловые шлейфы протягивались более чем на 3200 км преимущественно в восточных направлениях от вулкана. Эффузивная фаза извержения продолжалась c 19 июля до 5 ноября 2023 г.: лавовые потоки изливались преимущественно по Апахончичскому и Козыревскому желобам, этот процесс часто сопровождался фреатическими взрывами и обрушениями тефры с бортов желобов, пепел при этом поднимался до 7,5 км над уровнем моря. Детальный мониторинг извержения проводился в реальном времени с помощью системы видеонаблюдения, а также различных спутниковых данных в информационной системе «Дистанционный мониторинг активности вулканов Камчатки и Курил» (VolSatView, http://kamchatka.volcanoes.smislab.ru).

The Sheveluch volcano is the most active volcano in Kamchatka. The paroxysmal explosive eruption of the volcano that destroyed the lava dome in the volcanic crater continued on April 10–13, 2023. According to various satellite data, the height of the separate eruptive clouds probably exceeded 15 km above sea level. A powerful cyclone, which dominated the entire Kamchatka Peninsula, pulled the eruptive cloud to the west, turned it to the south, stretched it to the north, and directed it to the east from the volcano. The dynamics of the development of ash and aerosol clouds of this eruption is reflected in the animations made from a series of Himawari-9 satellite images in the VolSatView IS from 08:00 UTC on April 10 to 07:00 UTC on April 14 (http://d33.infospace.ru/jr_d33/materials/2023v20n2/283-291/1683110898.webm) and of the Arctica-M1 satellite from 16:00 to 21:30 UTC on April 10 (http://d33.infospace.ru/jr_d33/materials/2023v20n2/283-291/1683821166.webm). It was noted that the eruptive column was not vertical: for example, at the initial moment of the eruption on April 10 at 13:20 UTC, it deviated to the north–northeast; on April 11, at 12:00 UTC to the northwest; and, on April 12, at 7:00 UTC to the southwest. During the paroxysmal eruption, sulfur dioxide continuously entered the atmosphere, the maximum amount of which was released on April 10–11, as a result of the explosive destruction of the lava dome of the Sheveluch volcano. Ash clouds along with aerosol clouds on April 10–13 were stretched into a strip more than 3500 km long from west to northeast. On April 21–22, the Sheveluch aerosol cloud was observed in the region of the Scandinavian Peninsula. The total area of the territory of Kamchatka and the Pacific Ocean where ash and aerosol plumes and clouds were observed during the April 10–13 eruption was about 3280000 km2. The paroxysmal eruption of Sheveluch volcano belongs to the sub-Plinian type because it is characterized by a large height of the eruptive cloud and a long event duration. For this eruption, the Volcanic Explosivity Index is estimated to be 3–4. A detailed description of the paroxysmal explosive eruption of the Sheveluch volcano and the spread of the eruptive cloud was performed based on data from various satellite systems (Himawari-9, NOAA-18/19, GOES-18, Terra, Aqua, JPSS-1, Suomi NPP, Arctica-M1, etc.) in the information system “Remote Monitoring of Kamchatka and Kuril Islands Volcanic Activity” (VolSatView, http://kamchatka.volcanoes.smislab.ru).

The powerful explosive eruptions with large volumes of volcanic ash pose a great danger to the population and jet aircraft. Global experience in monitoring volcanoes and observing changes in the parameters of their thermal anomalies is successfully used to analyze the activity of volcanoes and predict their danger to the population. The Kamchatka Peninsula in Russia, with its 30 active volcanoes, is one of the most volcanically active regions in the world. The article considers the thermal activity in 2015–2022 of the Klyuchevskoy, Sheveluch, Bezymianny, and Karymsky volcanoes, whose rock composition varies from basaltic andesite to dacite. This study is based on the analysis of the Value of Temperature Difference between the thermal Anomaly and the Background (the VTDAB), obtained by manual processing of the AVHRR, MODIS, VIIRS, and MSU-MR satellite data in the VolSatView information system. Based on the VTDAB data, the following “background activity of the volcanoes” was determined: 20 °C for Sheveluch and Bezymianny, 12 °C for Klyuchevskoy, and 13–15 °C for Karymsky. This study showed that the highest temperature of the thermal anomaly corresponds to the juvenile magmatic material that arrived on the earth’s surface. The highest VTDAB is different for each volcano; it depends on the composition of the eruptive products produced by the volcano and on the character of an eruption. A joint analysis of the dynamics of the eruption of each volcano and changes in its thermal activity made it possible to determine the range of the VTDAB for different phases of a volcanic eruption.

One of the most important tasks when studying volcanic activity is to monitor their thermal radiation. To fix and assess the evolution of thermal anomalies in areas of volcanoes, specialized hardware-thermal imagers are usually used, as well as specialized instruments of modern satellite systems. The data obtained with their help contain information that makes it relatively easy to track changes in temperature and the size of a thermal anomaly. At the same time, due to the high cost of such complexes and other limitations, thermal imagers sometimes cannot be used to solve scientific problems related to the study of volcanoes. In the current paper, day/night video cameras with an infrared-cut filter are considered as an alternative to specialized tools for monitoring volcanoes’ thermal activity. In the daytime, a camera operated in the visible range, and at night the filter was removed, increasing the camera’s light sensitivity by allowing near-infrared light to hit the sensor. In that mode, a visible thermal anomaly could be registered on images, as well as other bright glows, flares, and other artifacts. The purpose of this study is to detect thermal anomalies on night images, separate them from other bright areas, and find their characteristics, which could be used for volcano activity monitoring. Using the image archive of the Sheveluch volcano as an example, this article presents the results of developing a computer algorithm that makes it possible to find and classify thermal anomalies on video frames with an accuracy of 98%. The test results are presented, along with their validation based on thermal activity data obtained from satellite systems.

This is the first petrophysical study of extrusive rocks (dacites to andesites) discharged by Bezymianny Volcano. We provide a comparative description of properties for extrusive rocks in accordance with identified age groups. We show the dynamics in the variation of extrusive rock properties in relation to their ages, with the result that the older a rock the higher are its density, strength, and elastic parameters. Rocks petrophysical features are compared between extrusive domes and lava flows. We argue for petrophysical properties to be applicable for deriving more accurate results for the genesis of rocks having similar petrophysical properties, in particular, rocks of extrusive and effusive origin.

Сорокин А.А. (4), Королев С.П. (4)

Представлен анализ термальной активности вулканов Камчатки и Курильских островов в 2021-2022 гг. на основе обработки данных ежедневного спутникового мониторинга, проводимого с использованием информационной системы «Дистанционный мониторинг активности вулканов Камчатки и Курильских островов (VolSatView)».

Based on the processing of data from daily satellite monitoring carried out using the information system "Remote monitoring of the activity of volcanoes in Kamchatka and the Kuril Islands (VolSatView)", an analysis of the 2021-2022 thermal activity of Kamchatka and the Kuril Islands volcanoes is presented.

Шивелуч — наиболее активный вулкан Камчатки. Пароксизмальное эксплозивное извержение вулкана, разрушившее лавовый купол в кратере, происходило 10–13 апреля 2023 г. Согласно различным спутниковым данным, высота подъёма отдельных эруптивных облаков, вероятно, превышала 15 км над уровнем моря. Мощный циклон, во власти которого находился весь п-ов Камчатка, вытягивал эруптивное облако на запад, поворачивал его на юг, растягивал на север и направлял на восток от вулкана. Динамика развития пепловых и аэрозольных облаков этого извержения отражена на анимационных картинах, выполненных по сериям снимков спутника Himawari-9 в информационной системе «Дистанционный мониторинг активности вулканов Камчатки и Курил» (ИС VolSatView) с 08:00 UTC (англ. Coordinated Universal Time, всемирное координированное время) 10 апреля до 07:50 UTC 14 апреля (http://d33.infospace.ru/jr_d33/materials/2023v20n2/283-291/1683110898.webm) и данных спутника «Арктика-М» № 1 с 16:00 до 21:30 UTC 10 апреля (http://d33.infospace.ru/jr_d33/materials/2023v20n2/283-291/1683821166.webm). Отмечено, что эруптивная колонна во время извержения не была вертикальной: например, в начальный момент извержения 10 апреля в 13:20 UTC она отклонялась на северо-северо-восток, 11 апреля в 12:00 UTC — на северо-запад, 12 апреля в 07:00 UTC — на юго-запад. Во время пароксизмального извержения в атмосферу постоянно поступал диоксид серы, максимальное количество которого выделилось 10–11 апреля, связано это с эксплозивным разрушением лавового купола влк. Шивелуч. Пепловые облака вместе с аэрозольными 10–13 апреля были растянуты в полосу длиной более 3500 км с запада на северо-восток. 21–22 апреля аэрозольное облако Шивелуча отмечалось в районе Скандинавского п-ова. Общая площадь территории Камчатки и Тихого океана, на которой были зарегистрированы пепловые и аэрозольные шлейфы и облака в течение извержения 10–13 апреля, составляла около 3280 тыс. км2. Пароксизмальное извержение Шивелуча относится к субплинианскому типу, так как имеет высокие параметры подъёма пепловых облаков и продолжительности события. Для этого извержения VEI (англ. Volcanic Explosivity Index — вулканический эксплозивный индекс) оценивается как 3–4. Детальное описание пароксизмального эксплозивного извержения вулкана и распространения пеплового облака было выполнено на основании изучения данных различных спутниковых систем (Himawari-9, NOAA-18/19, GOES-18, Terra, Aqua, JPSS-1, Suomi NPP, «Арктика-М» № 1 и др.) в ИС VolSatView (http://kamchatka.volcanoes.smislab.ru).

Sheveluch volcano is the most active volcano in Kamchatka. The paroxysmal explosive eruption of the volcano that destroyed the lava dome in the volcanic crater continued on April 10–13, 2023. According to various satellite data, the height of the separate eruptive clouds probably exceeded 15 km a. s. l. A powerful cyclone, which dominated the entire Kamchatka Peninsula, pulled the eruptive cloud to the west, turned it to the south, stretched it to the north and directed it to the east from the volcano. The dynamics of the development of ash and aerosol clouds of this eruption is reflected in the animations made from a series of Himawari-9 satellite images in the VolSatView IS from 08:00 UTC (Coordinated Universal Time) on April 10 to 07:50 UTC on April 14 (http://d33.infospace.ru/jr_d33/materials/2023v20n2/283-291/1683110898.webm) and of the Arctica-M1 satellite from 16:00 to 21:30 UTC April 10 (http://d33.infospace.ru/jr_d33/materials/2023v20n2/283-291/1683821166.webm). It was noted that the eruptive column was not vertical: for example, at the initial moment of the eruption on April 10 at 13:20 UTC, it deviated to the north-northeast, on April 11 at 12:00 UTC to the northwest, and on April 12 at 07:00 UTC to the southwest. During the paroxysmal eruption, sulfur dioxide continuously entered the atmosphere, the maximum amount of which was released on April 10–11, as a result of the explosive destruction of the lava dome of the Sheveluch volcano. Ash clouds along with aerosol clouds on April 10–13 were stretched into a strip more than 3500 km long from west to northeast. On April 21–22, the Sheveluch aerosol cloud was observed in the region of the Scandinavian Peninsula. The total area of the territory of Kamchatka and the Pacific Ocean where ash and aerosol plumes and clouds were observed during the April 10–13 eruption was about 3280 thousand km2. The paroxysmal eruption of Sheveluch volcano belongs to the sub-Plinian type because it is characterized by a big height of eruptive cloud and a long event duration. For this eruption, the VEI (Volcanic Explosivity Index) is estimated to be 3–4. A detailed description of the paroxysmal explosive eruption of Sheveluch volcano and the spread of the eruptive cloud was performed based on data from various satellite systems (Himawari-9, NOAA-18/19, GOES-18, Terra, Aqua, JPSS-1, Suomi NPP, Arctica-M1 etc.) in the information system “Remote monitoring of the activity of the volcanoes of the Kamchatka and the Kuriles” (VolSatView, http://kamchatka.volcanoes.smislab.ru).

В работе описана активность вулкана Безымянный в 2022 г. Произошло три пароксизмальных эксплозивных извержения вулкана в марте, мае и октябре, они представляли опасность для международных и местных авиаперевозок.

На основе методов компьютерного зрения и машинного обучения разработаны алгоритмы для классификации снимков со стационарных видеокамер, а также детектирования на них признаков активности вулкана. Приведены результаты апробации разработанных алгоритмов на примере данных наблюдения за вулканами Ключевской и Шивелуч. Показано, что предложенные решения могут использоваться для оперативного мониторинга и ретроспективного анализа вулканической активности.

Based on computer vision and machine learning methods, algorithms have been developed to classify images from fixed video cameras, as well as detect signs of volcanic activity in them. The results of testing the developed algorithms are presented using the example of observation data on the Klyuchevskoy and Sheveluch volcanoes. It is shown that the proposed solutions can be used for operational and retrospective monitoring of volcanic activity.

Впервые представлены результаты петрофизических исследований экструзивных пород вулкана Безымянный от дацитов до андезитов. Приведена сравнительная характеристика свойств пород экструзий согласно выделенным возрастным группам. Показана динамика изменения свойств пород экструзий в зависимости от их возраста: установлено, что чем древнее породы, тем выше показатели их плотностных, прочностных и упругих свойств. Проведено сопоставление петрофизических особенностей пород экструзивных куполов и лавовых потоков. Обоснована применимость петрофизических свойств для уточнения генезиса сходных по петрографическим характеристикам пород, в частности, экструзивного и эффузивного происхождения.

This is the first petrophysical study of extrusive rocks (dacites to andesites) discharged by Bezymianny Volcano. We provide a comparative description of properties for extrusive rocks in accordance with identified age groups. We show the dynamics in the variation of extrusive rock properties in relation to their ages, with the result that the older a rock the higher are its density, strength, and elastic parameters. Rocks petrophysical features are compared between extrusive domes and lava flows. We argue for petrophysical properties to be applicable for deriving more accurate results for the genesis of rocks having similar petrophysical properties, in particular, rocks of extrusive and effusive origin.

This paper reconstructs, for the first time, the motion dynamics of an eruptive cloud formed during the catastrophic eruption of the Sheveluch volcano in November 1964 (Volcanic Explosivity Index 4+). This became possible due to the public availability of atmospheric reanalysis data from the ERA-40 archive of the European Center for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF) and the development of numerical modeling of volcanic ash cloud propagation. The simulation of the eruptive cloud motion process, which was carried out using the FALL3D and PUFF models, made it possible to clarify the sequence of events of this eruption (destruction of extrusive domes in the crater and the formation of an eruptive column and pyroclastic flows), which lasted only 1 h 12 min. During the eruption, the ash cloud consisted of two parts: the main eruptive cloud that rose up to 15,000 m above sea level (a.s.l.), and the co-ignimbrite cloud that formed above the moving pyroclastic flows. The ashfall in Ust-Kamchatsk (Kamchatka) first occurred out of the eruptive cloud moving at a higher speed, then out of the co-ignimbrite cloud. In Nikolskoye (Bering Island, Commander Islands), ash fell only out of the co-ignimbrite cloud. Under the turbulent diffusion, the forefront of the main eruptive cloud rose slowly in the atmosphere and reached 16,500 m a.s.l. by 04:07 UTC on November 12. Three days after the eruption began, the eruptive cloud stretched for 3000 km over the territories of the countries of Russia, Canada, the USA, Mexico, and over both the Bering Sea and the Pacific Ocean. It is assumed that the well-known long-term decrease in the solar radiation intensity in the northern latitudes from 1963–1966, which was established according to the world remote sensing data, was associated with the spread of aerosol clouds formed not only by the Agung volcano, but those formed during the 1964 Sheveluch volcano catastrophic eruption

Вулкан Карымский — один из наиболее активных вулканов Камчатки. В последние два года были отмечены единичные мощные эксплозии с выносом пепла до 8–10 км н. у. м. Эксплозивное событие 19 апреля с подъёмом пеплового облака до 10 км н. у. м. произошло на фоне непрерывной эмиссии пепла из вулкана. В связи с высокой циклонической активностью в районе Камчатки пепловое облако 19–21 апреля было растянуто в полосу длиной 1000 км с юго-востока на северо-восток. Северная часть облака была затянута другим циклоном в Арктику. Площадь пеплового облака составляла более 246 тыс. км2. Кроме эруптивного, в начале извержения хорошо проявилось крупное облако диоксида серы. Слабонасыщенное диоксидом серы облако было отмечено над Арктикой 21–22 апреля. Детальное описание эксплозивного события вулкана и распространения пеплового облака было выполнено на основании изучения различных спутниковых данных в информационной системе «Дистанционный мониторинг активности вулканов Камчатки и Курил» (VolSatView, http://kamchatka.volcanoes.smislab.ru).

Karymsky is one of the most active volcanoes of Kamchatka. In the past two years, single powerful explosions with ash removal up to 8–10 km a. s. l. were noted. The explosive event of April 19, with the rise of an ash cloud up to 10 km a. s. l., occurred against the background of a continuous emission of ash from the volcano. Due to the high cyclonic activity near Kamchatka, the ash cloud on April 19–21 stretched into a 1000 km long band from southeast to northeast. The northern part of the eruptive cloud was drawn into the Arctic zone by another cyclone. The area of the ash cloud was over 246 thousand km 2. In addition to the eruptive one, a large cloud of sulfur dioxide was well manifested at the beginning of the eruption. A cloud slightly saturated with sulfur dioxide was observed over the Arctic zone on April 21–22. A detailed description of the explosive event of the volcano and the spread of the ash cloud was performed based on the study of various satellite data in the information system “Remote monitoring of the activity of the volcanoes of the Kamchatka and the Kuriles” (VolSatView, http://kamchatka.volcanoes.smislab.ru).

Вулкан Ключевской — один из наиболее активных вулканов мира. В 2020–2021 гг. вершинное эксплозивно-эффузивное извержение вулкана продолжалось 4 мес, затем, после перерыва в 9 дней, на северо-западном склоне вулкана произошёл боковой прорыв, работавший в течение месяца. Вершинное эксплозивное извержение проявлялось преимущественно в стромболианской и изредка в вулканской активности. Эксплозии поднимали пепел до 8 км над уровнем моря, пепловые шлейфы перемещались до 500 км в различных направлениях от вулкана. Эффузивная фаза извержения началась 4 октября 2020 г. и продолжалась до окончания извержения, лавовые потоки двигались по Апахончичскому и Козыревскому вулкано-тектоническим желобам. Перемещение лавовых потоков по Апахончичскому жёлобу часто сопровождалось крупными обвалами тефры с его бортов, пепел при этом поднимался до 9,6 км над уровнем моря. Боковой прорыв представлял собой образование двух трещин на северо-западном склоне вулкана, заполнившихся лавой, и формирование в верхней части западной трещины шлакового конуса. Лавовый поток протянулся на 1,2 км, грязевой поток — на 30 км. Детальное описание хода извержения стало возможным благодаря мониторингу вулкана в реальном времени с помощью различных спутниковых данных в информационной системе «Дистанционный мониторинг активности вулканов Камчатки и Курил» (VolSatView, http://kamchatka.volcanoes.smislab.ru) и видеонаблюдений.

Вулканы – грандиозные создания Природы, никогда не оставляющие равнодушным человечество. Они существуют на всех планетах Солнечной системы. Возможно, именно благодаря вулканам появилась жизнь на планете Земля. Для одних вулканы – страх и ужас, для других – бесконечный восторг... Изучению вулканов на планете Земля наземными и космическими методами и необходимости ведения таких исследований посвящена эта статья.

В статье описано извержение вулкана Чиринкотан с выносом пепла до 4.5 км н.у.м., продолжавшееся с 8 по 23 августа 2021 г. Основные направления перемещения пепловых облаков от вулкана: запад, юго-запад, восток и юго-восток. Активность вулкана во время извержения была опасной для местных авиаперевозок.

В статье описана активность вулканов Камчатки и Курильских островов в 2021 г. Эксплозивные события вулкана Карымский представляли опасность для международных и местных авиаперевозок, извержения других вулканов – для местных авиаперевозок.

Вулкан Чикурачки находится в северной части хр. Карпинского на о. Парамушир Северных Курил. Его эруптивная деятельность представлена эксплозивными (вулканского типа) и эксплозивно-эффузивными извержениями умеренной силы; состав пород — андезибазальты. Имеются сведения о пятнадцати исторических извержениях вулкана. В работе дано описание извержения в январе – феврале 2022 г. на основании изучения различных спутниковых данных в информационной системе «Дистанционный мониторинг активности вулканов Камчатки и Курил» (VolSatView, http://kamchatka.volcanoes.smislab.ru). Эксплозивное извержение продолжалось трое суток, эксплозии поднимали пепел до 5,5 км над уровнем моря, пепловые шлейфы перемещались до 260 км, в основном на запад, юго-запад и юго-восток от вулкана. Общая площадь пеплопадов в течение извержения превышала 28 тыс. км2, в том числе на суше — 640 км2. Активность вулкана была опасной для местных авиаперевозок.

Chikurachki volcano is located in the northern part of the Karpinsky Ridge on Paramushir Island of the Northern Kuriles. Its eruptive activity is represented by explosive (vulcanian type) and explosive-effusive moderate eruptions; its rock composition is basaltic andesites. Information about fifteen historical eruptions of the volcano is known. The paper describes the eruption in January-February 2022 based on the study of various satellite data in the information system “Remote monitoring activity of Kamchatka and the Kuriles volcanoes” (VolSatView, http://kamchatka.volcanoes.smislab.ru). The explosive eruption continued for three days, the explosions raised ash to 5.5 km above sea level, and ash plumes moved for 260 km mainly to the west, southwest, and southeast of the volcano. The total area of ash falls during the eruption exceeded 28 thousand km2, including 640 km2 on land. Volcanic activity was dangerous for low-flying aircraft.

Впервые представлены результаты испытаний российского авиационного двигателя типа ПД-14 при попадании в его газовоздушный тракт вулканического пепла. Испытания ПД-14 разработки АО «ОДК-Авиадвигатель» проводили в условиях закрытого наземного стенда Ц-17Т ФАУ «ЦИАМ им. П. И. Баранова» согласно требованиям европейского агентства по авиационной безопасности EASA. В качестве вулканического пепла использовали натуральный пепел современных извержений камчатского вулкана Шивелуч. Показано, что попадание пепла в двигатель ПД-14 с максимально допустимой в Европе концентрацией 4 мг/м3 в течение одного часа не приводит к изменению тяговых характеристик ПД-14 и возникновению нежелательных последствий. Особое внимание уделено воздействию вулканического пепла на камеру сгорания и турбину двигателя. Приведены данные рентгеноспектрального анализа стекловидных отложений пепла на элементах турбины. Проведен численный расчет модельной области генерации стекловидных отложений пепла Шивелучa в газовоздушном тракте двигателя ПД-14.

Работа посвящена методике восстановления оптических параметров вулканического H2SO4 по данным радиометра AHI спутника Himawari-8. Методика основана на использовании оптических моделей для различных смесей аэрозольных компонентов вулканического облака, представленных пеплом, кристаллами льда, каплями воды и каплями H2SO4. Использование многокомпонентных оптических моделей различного аэрозольного состава позволило оценить оптическую толщину и массовое содержание H2SO4 в сернокислом облаке, образованном после извержения вулкана Карымский 3 ноября 2021 г. Был проведен комплексный анализ спектральных характеристик сернокислого облака в коротковолновом и инфракрасном диапазоне длин волн, по результатам которого установлено, что сернокислое облако преимущественно представляет собой смесь капель H2SO4 и воды.

There are 30 active volcanoes in the Kamchatka, and several of them are continuously active. In the XX-XXI centuries 17 volcanoes of Kamchatka erupted. During this time, 183 volcanic eruptions occurred, including three catastrophic eruptions (Ksudach, 1907; Bezymianny, 1956; Sheveluch, 1964). Strong explosive eruptions of volcanoes were the most dangerous for human society because they produce in a few hours or days to the atmosphere till 2-3 cubic kilometers of volcanic products. Ash plumes and the clouds, depending on the power of the eruptions, the strength and wind speed, to traveled thousands of kilometers from the volcanoes for several days. Any territory of the Kamchatka Peninsula has repeatedly been exposed to ash falls, the thickness of ash in settlements was from less than 1 mm to 4-5 cm. Strong explosive eruptions of volcanoes Sheveluch, Klyuchevskoy, Bezymianny, Kizimen, Karymsky, Zhupanovsky, Avachinsky, Kambalny were the most dangerous for air travel not only over Kamchatka, but also hundreds of kilometers away from the peninsula.
The strong explosive and effusive eruptions of Sheveluch, Klyuchevskoy, Bezymianny, Kizimen and the other were often accompanied by the formation of hot mud flows (lahars), which sometimes disrupted transport communications (roads, bridges) of nearby settlements.
Scientists of KVERT monitor Kamchatkan volcanoes since 1993. Thanks to satellite monitoring of volcanoes carried out by KVERT, several explosive eruptions were predicted in the XXI century, and early warnings were made to the population about possible ashfalls in settlements and about hazard to aviation.

The work is devoted to the activity analysis of Kamchatka and the Kuril Islands volcanoes in 2019-2020.The activity of the volcanoes was estimated based on the processing of data from daily satellite monitoring carried out using the information system “Remote monitoring of Kamchatkan and the Kuriles volcanoes activity (VolSatView)”. The activity of the Kamchatka and the Kuril Islands volcanoes considered based on the analysis of their thermal anomalies. Analysis of the characteristics of thermal anomalies over volcanoes was carried out in KVERT IS. Analysis of the temperature of thermal anomalies of volcanoes in the Kuril - Kamchatka region in 2019-2020 shows a significantly higher activity of the Kamchatka volcanoes in comparison with the Kuril volcanoes.

A geometric technique is introduced to estimate the height of volcanic eruption columns using the generally discarded near-limb portion of geostationary imagery. Such oblique observations facilitate a height-by-angle estimation method by offering close-to-orthogonal side views of eruption columns protruding from the Earth ellipsoid. Coverage is restricted to daytime point estimates in the immediate vicinity of the vent, which nevertheless can provide complementary constraints on source conditions for the modeling of near-field plume evolution. The technique is best suited to strong eruption columns with minimal tilting in the radial direction. For weak eruptions with severely bent plumes or eruptions with expanded umbrella clouds the radial tilt/expansion has to be corrected for either visually or using ancillary wind profiles. Validation on a large set of mountain peaks indicates a typical height uncertainty of ±500 m for near-vertical eruption columns, which compares favorably with the accuracy of the common temperature method.

In a companion paper (Horváth et al., 2021), we introduced a new technique to estimate volcanic eruption column height from extremely oblique near-limb geostationary views. The current paper demonstrates and validates the technique in a number of recent eruptions, ranging from ones with weak columnar plumes to subplinian events with massive umbrella clouds and overshooting tops that penetrate the stratosphere. Due to its purely geometric nature, the new method is shown to be unaffected by the limitations of the traditional brightness temperature method, such as height underestimation in subpixel and semitransparent plumes, ambiguous solutions near the tropopause temperature inversion, or the lack of solutions in undercooled plumes. The side view height estimates were in good agreement with plume heights derived from ground-based video and satellite stereo observations, suggesting they can be a useful complement to established techniques.

Currently, video observation systems are actively used for volcano activity monitoring. Video cameras allow us to remotely assess the state of a dangerous natural object and to detect thermal anomalies if technical capabilities are available. However, continuous use of visible band cameras instead of special tools (for example, thermal cameras), produces large number of images, that require the application of special algorithms both for preliminary filtering out the images with area of interest hidden due to weather or illumination conditions, and for volcano activity detection. Existing algorithms use preselected regions of interest in the frame for analysis. This region could be changed occasionally to observe events in a specific area of the volcano. It is a problem to set it in advance and keep it up to date, especially for an observation network with multiple cameras. The accumulated perennial archives of images with documented eruptions allow us to use modern deep learning technologies for whole frame analysis to solve the specified task. The article presents the development of algorithms to classify volcano images produced by video observation systems. The focus is on developing the algorithms to create a labelled dataset from an unstructured archive using existing and authors proposed techniques. The developed solution was tested using the archive of the video observation system for the volcanoes of Kamchatka, in particular the observation data for the Klyuchevskoy volcano. The tests show the high efficiency of the use of convolutional neural networks in volcano image classification, and the accuracy of classification achieved 91%. The resulting dataset consisting of 15,000 images and labelled in three classes of scenes is the first dataset of this kind of Kamchatka volcanoes. It can be used to develop systems for monitoring other stratovolcanoes that occupy most of the video frame.

Вулкан Ключевской — один из наиболее активных вулканов мира. В 2019–2020 гг. эксплозивно-эффузивное извержение вулкана продолжалось 8 мес. Эксплозивное извержение проявлялось в стромболианской активности и реже — в вулканской. Эксплозии поднимали пепел до 7 км над уровнем моря, пепловые шлейфы перемещались до 500 км в различных направлениях от вулкана. Основная площадь территории, на которой отмечались пеплопады, составляла более 60 тыс. км2. Эффузивная фаза извержения началась 18 апреля 2020 г. и продолжалась почти 2,5 месяца вплоть до окончания извержения. 18–30 апреля была отмечена наиболее высокая температура термальной аномалии в районе вулкана и наиболее плотные пепловые шлейфы, в которые помимо свежего пепла примешивался материал обвалов с бортов Апахончичского жёлоба. Протяжённость лавового потока составила 1,5 км; грязевые отложения покрыли территорию на площади около 1,7 км2. В работе дано описание хода извержения и предваряющих его событий на основании изучения видеоматериалов и различных спутниковых данных в информационной системе «Дистанционный мониторинг активности вулканов Камчатки и Курил» (VolSatView, http://kamchatka.volcanoes.smislab.ru).

Остров-вулкан Чиринкотан находится в тыловой зоне Северных Курильских островов. Эруптивная деятельность вулкана представлена эксплозивными (вулканского типа) и эксплозивно-эффузивными извержениями умеренной силы; состав пород — андезиты. Имеются сведения о восьми исторических извержениях вулкана. В работе дано описание хода извержения в августе 2021 г. на основании изучения различных спутниковых данных в информационной системе «Дистанционный мониторинг активности вулканов Камчатки и Курил» (VolSatView, http://kamchatka.volcanoes.smislab.ru). На влк. Чиринкотан 8–10, 15, 17, 18, 22 и 23 августа отмечались единичные эксплозии, 14 августа — три эксплозивных события. Пепловые облака перемещались в основном на запад, юго-запад, восток и юго-восток от вулкана. Общая площадь пеплопадов в течение извержения превышала 55 тыс. км2. Неоднократно пепел влк. Чиринкотан выпадал на островах Райкоке, Матуа, Расшуа, Экарма, Шиашкотан, Харимкотан и Онекотан. Показатель вулканической активности (Volcanic Explosivity Index) этого извержения оценивается как 2. Активность вулкана в августе была опасной для местных авиаперевозок.

Chirinkotan volcano–island is located in the rear zone of the Northern Kuril Islands. The eruptive activity of the volcano is represented by explosive (Vulcanian type) and explosive-effusive eruptions of moderate intensity; the composition of the rocks is andesite. There is information about eight historical volcanic eruptions. The paper describes the course of the eruption in August 2021 based on the study of various satellite data in the information system “Remote monitoring of Kamchatka and Kuril Islands volcanic activity” (VolSatView, http://kamchatka.volcanoes.smislab.ru). Single explosions on Chirinkotan volcano were noted on August 8–10, 15, 17, 18, 22 and 23; and three explosive events took place on August 14. Ash clouds moved mainly west, southwest, east and southeast of the volcano. The total area of ash falls during the eruption exceeded 55 thousand km2. Chirinkotan volcano ash repeatedly fell on the Islands of Raikoke, Matua, Rasshua, Ekarma, Shiashkotan, Harimkotan and Onekotan. For this eruption, the Volcanic Explosivity Index is rated 2. The activity of the volcano in August was hazardous to local aviation

Вулкан Ключевской — один из наиболее активных вулканов мира. В 2019–2021 гг. произошло два вершинных эксплозивно-эффузивных извержений вулкана с перерывом в 88 дней. 17 февраля 2021 г., спустя 9 дней после окончания вершинного извержения, на высоте 2,8 км н. у. м. на северо-западном склоне вулкана появился боковой прорыв. Его обнаружение произошло благодаря непрерывному мониторингу вулкана с помощью спутниковых данных низкого, среднего и высокого разрешения, доступных в информационной системе «Дистанционный мониторинг активности вулканов Камчатки и Курил» (VolSatView, http://kamchatka.volcanoes.smislab.ru). Термальная аномалия в районе прорыва была обнаружена по спутниковым снимкам среднего разрешения, подтверждение извержения выполнено по снимкам высокого разрешения, динамика развития прорыва — по снимкам низкого разрешения (Himawari-8). В районе прорыва образовались две трещины, из которых вытекали лавовые потоки. К 21–22 февраля лавовые потоки начали внедряться в ледник Эрмана. Грязевые потоки от фронтов лавовых потоков по р. Крутенькой прошли в 7 км от пос. Ключи в направлении к р. Камчатке. К 28 февраля нижняя трещина прекратила работу, но извержение бокового прорыва активно продолжается: растёт шлаковый конус, увеличивается площадь лавового поля. Прорыв 2021 г. назван именем чл.-корр. АН СССР Г. С. Горшкова.

Вулкан Молодой Шивелуч — один из самых активных вулканов Камчатки. С августа 1980 г. по настоящее время в кратере вулкана происходит рост экструзивного купола. Пластичные лавы в виде крупных лент отмечались на куполе уже в 1980–1981 гг., первый лавовый поток наблюдался после пароксизмального извержения 9 мая 2004 г. Очередной крупный блок лавы начал выжиматься с конца апреля — начала мая 2020 г., к 11 июня он поднимался над куполом на 50–80 м, к концу октября — до 120 м. 28 сентября было отмечено, что блок лавы приобрел гладкие поверхности. Порции лавы, выдавленные из недр вулкана в августе–сентябре, были пластичными. К 8 декабря блок разрушился. В феврале 2021 г. из разрушенного блока начал подниматься новый блок пластичной лавы, в марте его высота над куполом превысила 50–60 м, в июне — 200 м.

Volcano Young Sheveluch is one of the most active volcanoes in Kamchatka. Since August 1980 to the present time, an extrusive dome has been growing in the crater of the volcano. Plastic lavas in the form of large ribbons were noted on the dome already in 1980–1981, the first lava flow was observed after a paroxysmal eruption on May 9, 2004. The next large block of lava started to extrude in the end of April – beginning of May 2020. By June, 11th, it rose above the dome on 50–80 m, and up to 120 m by the end of October. On September 28, it was noted that the lava block acquired smooth surfaces. Portions of lava squeezed out from inside of the volcano in August – September were plastic. By December 8, the block had collapsed. In February 2021, a new block of plastic lava began to rise from the destroyed block. In March its height above the dome exceeded 50–60 m, and 200 m in June.

Bezymianny Volcano is one of the most active volcanoes in Kamchatka and in the world. This paper describes the preparation, behavior, products, dynamics, and the geological effect of the March 15, 2019 explosive eruption of the volcano, which was predicted 6.5 h before it began. The sequence of eruptive events was analyzed using data provided by video and satellite-based monitoring of the volcano; the quantitative characteristics for the distribution of pyroclastic deposits were obtained in the information system “Remote Monitoring of Activity of Volcanoes in Kamchatka and the Kurile Islands”. The explosions lifted ash to heights of 15 km above sea level (up to 12 km above the volcano), the eruptive cloud was moving northeastward and east from the volcano, the main ashfall area was 210 400 km2, including 15 000 km2 on land. Apart from tephra, the eruption produced pyroclastic flows and pyroclastic surges covering an area of 30 km2. The total volume of explosive products is estimated as 0.1–0.2 km3. The eruptive rocks are calc-alkaline moderate-K basaltic andesites (SiO2 = 54.84–56.29 wt %), they are the most mafic among all rocks of the current Bezymianny eruption cycle.

A key problem of any video volcano surveillance network is an inconsistent quality and information value of the images obtained. To timely analyze the incoming data, they should be pre-filtered. Additionally, due to the continuous network operation and low shooting intervals, an operative visual analysis of the shots stream is quite difficult and requires the application of various computer algorithms. The article considers the parametric algorithms of image analysis developed by the authors for processing the shots of the volcanoes of Kamchatka. They allow automatically filtering the image flow generated by the surveillance network, highlighting those significant shots that will be further analyzed by volcanologists. A retrospective processing of the full image archive with the methods suggested helps to get a data set, labeled with different classes, for future neural network training.

The early 21st century saw increased eruption activity of major volcanoes in the Northern Group of Kamchatka, namely, Sheveluch, Klyuchevskoy, Bezymianny, and the Tolbachik Fissure Zone. The growth of an extrusive dome on Sheveluch andesitic volcano has occurred, with the dome reaching a height of 600 m after 38 years of nearly uninterrupted eruption activity. An 8-year period of relative quiet was followed by ten summit eruptions and two lateral vent openings on the Klyuchevskoy basaltic volcano. Explosive–effusive eruptions were observed nearly every year on the Bezymianny andesitic volcano. A 36-year quiet period gave way to a new eruption in the Tolbachik regional fissure zone.

Вулкан Безымянный — один из наиболее активных вулканов Камчатки и мира. Предыдущее его извержение произошло 15 марта 2019 г. В настоящей работе описано эксплозивное извержение вулкана 21 октября 2020 г. и предваряющие его события на основании изучения видеоматериалов и различных спутниковых данных. Спутниковый мониторинг вулкана проводился с помощью информационной системы «Дистанционный мониторинг активности вулканов Камчатки и Курил» (VolSatView) с 2014 г. Эксплозии подняли пепел до 10–11 км над уровнем моря, в связи с циклоном в районе Камчатки эруптивное облако было разделено на две части: северная часть в течение 21–23 октября находилась над Ключевской группой вулканов, южная переместилась на расстояние более 1000 км на юго-восток от вулкана. Основная площадь территории, на которой отмечались пеплопады, на 10:11 GMT 22 октября 2020 г. составила около 111,5 тыс. км2, в том числе на суше — 60,8 тыс. км2. Показано анимированное изображение движения пеплового облака от вулкана, выполненное по серии снимков Himawari-8 в VolSatView (http://kamchatka.volcanoes.smislab.ru/animation/1603972936.webm). Для этого извержения VEI равен 2.

Bezymianny is one of the most active volcanoes in Kamchatka and the world. Its previous eruption occurred on March 15, 2019. This paper describes the explosive eruption of the volcano on October 21, 2020, and the events preceding it based on the study of video and various satellite data. Satellite monitoring of the volcano has been carried out using the information system “Remote monitoring of the activity of Kamchatka and Kurile volcanoes” (VolSatView) since 2014. Explosions raised ash up to 10–11 km above sea level, in connection with a cyclone in the Kamchatka region, the eruptive cloud was divided into two, the northern part of which was over the Klyuchevskoy group of volcanoes during October 21–23, and the southern part moved more than 1000 km southeast of the volcano. The main area of the territory where ashfalls were noted at 10:11 GMT on October 22, 2020, was about 111.5 thousand km2, including 60.8 thousand km2 on land. An animated image of the ash cloud movement from the volcano is shown, made according to a series of images of Himawari-8 in the VolSatView (http://kamchatka.volcanoes.smislab.ru/animation/1603972936.webm). The VEI for this eruption is 2.

Вулкан Безымянный — один из наиболее активных вулканов на Камчатке и в мире. В декабре 2016 г. началась его активизация после четырёхлетнего молчания в течение 2012–2016 гг. В 2017 г. произошло три пароксизмальных эксплозивных извержения вулкана, в 2019 г. — два. В работе дано описание извержения, произошедшего 15 марта 2019 г., а также предваряющих его событий на основании изучения видеоматериалов и различных спутниковых данных. Мониторинг вулкана проводился с помощью информационной системы (ИС) «Дистанционный мониторинг активности вулканов Камчатки и Курил» (VolSatView). Извержение было предсказано сотрудниками KVERT (Kamchatkan Volcanic Eruption Response Team, Камчатская группа реагирования на вулканические извержения) за 6,5 ч до его начала. Эксплозии подняли пепел до 15 км над уровнем моря, эруптивное облако перемещалось на северо-восток и восток от вулкана, основная площадь территории, на которой отмечались пеплопады, составляла около 210 410 км2, в том числе на суше — 15 000  км2. Показано анимированное изображение движения пеплового облака от вулкана, выполненное по серии снимков Himawari-8 в ИС VolSatView (http://kamchatka.volcanoes.smislab.ru/animation/1584509687.gif). Аэрозольные облака после окончания извержения фиксировались в атмосфере на удалении до 4000 км на северо-восток от вулкана до 18 марта 2019 г. В результате извержения на всех склонах вулкана (преимущественно на восточном и юго-восточном) образовались отложения пирокластических потоков и пирокластических волн, площадь которых составила около 30  км2.

Bezymianny is one of the most active volcanoes in Kamchatka and in the world. In December 2016, activity of the volcano began to intensify after four years of silence during 2012–2016. In 2017, three, and in 2019, two paroxysmal explosive eruptions of the volcano occurred. The work describes the eruption that occurred on March 15, 2019, as well as the events preceding it, based on the study of video and various satellite data. The volcano was monitored using the information system (IS) “Remote monitoring of the activity of Kamchatka and Kurile volcanoes” (VolSatView). The eruption had been predicted by KVERT (Kamchatkan Volcanic Eruption Response Team) staff 6.5 hours before it began. Explosions raised ash up to 15 km above sea level, the eruptive cloud moved northeast and east of the volcano, the main area of the territory where ashfalls were observed was about 210,410 km2 , including 15,000 km2 on land. An animated image of the ash cloud movement from the volcano is shown, made according to a series of images of Himawari-8 in the IS VolSatView (http://kamchatka.volcanoes.smislab.ru/animation/1584509687.gif). After the eruption, aerosol clouds were recorded in the atmosphere at a distance of up to 4000 km in the northeast of the volcano until March 18, 2019. As a result of the eruption, deposits of pyroclastic flows and pyroclastic surges formed on all slopes of the volcano
(mainly on the eastern and southeastern), the area of which reached about 30 km2.

В начале XXІ в. наблюдается повышенная эруптивная активность крупнейших вулканов Северной группы Камчатки: Шивелуч, Ключевской, Безымянный и Толбачинской трещинной зоны. Отмечаются особенности роста экструзивного купола андезитового вулкана Шивелуч: за 38 лет почти непрерывной эруптивной деятельности высота купола достигла 600 м. После восьмилетнего периода относительного покоя произошло девять вершинных извержений и два боковых прорыва базальтового вулкана Ключевской. Почти ежегодно наблюдались эксплозивно-эффузивные извержения андезитового вулкана Безымянный. После 36 лет покоя в районе Толбачинской региональной трещинной зоны произошло новое извержение.

At the beginning of the XXI century, increased eruptive activity of the largest volcanoes of the Northern group of Kamchatka is observed: Sheveluch, Klyuchevskoy, Bezymianny and Tolbachinskay fissure zone. The features of growth of andesitic Sheveluch volcano extrusive dome are noted: the height of the dome has reached 600 m during 38 years of almost continuous eruptive activity. After an eight-year period of relative rest, nine terminal eruptions and two lateral breakthroughs of the Klyuchevskoy basalt volcano occurred. Explosive-effusive eruptions of the andesitic Bezymianny volcano were observed almost annually. After 36 years of rest, a new eruption occurred in the Tolbachinsky regional fissure zone.

Large explosive eruptions of volcanoes pose the highest hazard to modern jet f lights, because such eruptions can eject as much as several cubic kilometers of volcanic ash and aerosol into the atmosphere during a few hours or days. The year 2016 saw eruptions on 5 of the 30 active Kamchatka volcanoes (Sheveluch, Klyuchevskoy, Bezymianny, Karymsky, and Zhupanovsky) and on 3 of the 6 active volcanoes that exist on the North Kuril Islands (Alaid, Ebeko, and Chikurachki). Effusive activity was observed on Sheveluch, Klyuchevskoy, Bezymianny, and Alaid. All volcanoes showed explosive activity. The large explosive events mostly occurred from September through December (Sheveluch), a moderate ash emission accompanied the entire Klyuchevskoy eruption in March–November, and explosive activity of Karymsky, Zhupanovsky, Alaid, and Chikurachki was mostly observed in the earlie r half of the year. The ash ejected in 2016 covered a total area of 600 000 km2, with 460 000 km2 of this being due to Kamchatka volcanoes and 140 000 km2 to the eruptions of the North Kuril volcanoes. The activity of Sheveluch, Klyuchevskoy, and Zhupanovsky was dangerous to international and local f lights, because the explosions sent ash to heights of 10–12 km above sea level, while the eruptions of Bezymianny, Karymsky, Alaid, Ebeko, and Chikurachki were dangerous for local flights, since the ash did not rise higher than 5 km above sea level.

В 2011 году была создана информационная система ―Дистанционный мониторинг активности вулканов Камчатки и Курил (ИС VolSatView)‖. Эта система предоставляет специалистам доступ к различной информации, включая долговременные архивы данных ДЗЗ, необходимой для решения задач дистанционного мониторинга вулканической активности, при этом требуется лишь наличие web-браузера. С момента запуска системы непрерывно расширялся перечень доступных в ней данных, а также инструментов их анализа. К настоящему времени накоплен опыт ежедневного использования системы специалистами-вулканологами. Настоящая статья рассказывает об актуальном состоянии системы, включая такие новые разработки как определение высоты пепловых шлейфов, развитие инструментов анализа временных рядов данных, создание специализированных продуктов обработки данных.

The information system "Remote monitoring of Kamchatka and Kuril Islands volcanic activity" (VolSatView IS) was created in 2011. The system provides specialists with access to a variety of information, including long-term archives of remote sensing data needed for remote monitoring of volcanic activity, requiring only a web browser to use the system. Since the launch of the system, the list of available data, as well as tools for their analysis, has been continuously expanding. By now, there is a lot of experience in daily use of the system by the specialists in volcanology. This article describes the current state of the system, including recent developments, such as determination of the height of ash plumes, improvement of the time series analysis tools, implementation of specialized data processing products.

В 2011 г. совместно с экспертами Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН (ИВиС ДВО РАН), Института космических исследований РАН (ИКИ РАН), Дальневосточного центра НИЦ «Планета» (ДЦ НИЦ «Планета») и Вычислительного центра ДВО РАН (ВЦ ДВО РАН) была создана первая версия информационной системы «Дистанционный мониторинг активности вулканов Камчатки и Курил» (ИС VolSatView). Система предоставляет специалистам информацию для решения задач дистанционного мониторинга вулканической активности, включая оперативные и долговременные архивы данных дистанционного зондирования Земли. Созданы различные веб-интерфейсы, которые позволяют получать доступ к распределённым архивам данных и вычислительным ресурсам, необходимым для их анализа и обработки. При этом для работы с системой не требуется специализированных настольных приложений, пользователям достаточно иметь веб-браузер и подключение к сети Интернет. С момента ввода в эксплуатацию ИС VolSatView велось постоянное расширение её возможностей, связанное как с объёмом и составом информации, поступающей в систему, так и с развитием инструментов её анализа, в том числе позволяющих проводить моделирование процессов распространения пепловых шлейфов. К настоящему времени накоплен достаточно большой опыт использования системы специалистами-вулканологами для решения задач постоянного оперативного мониторинга вулканической активности Камчатки и Курил, а также изучения вулканов. Работа посвящена описанию текущих возможностей ИС VolSatView, которые были реализованы в системе в последние годы, в том числе для определения высоты пепловых шлейфов и анализа временных рядов данных.

In 2011, the experts of the Institute of Volcanology and Seismology FEB RAS in cooperation with Space Research Institute RAS, Far-Eastern Center of SRC Planeta and Computing Center FEB RAS created the first version of the information system named “Remote Monitoring of Kamchatka and Kuril Islands Volcanic Activity” (IS VolSatView). The system provides experts with access to a variety of information, including long-term archives of remote sensing data needed for remote monitoring of volcanic activity. A number of web interfaces are developed to deal with the data provided by the system. They enable comprehensive data analysis and processing. However working with the system does not require any specialized desktop applications, but only a web browser and Internet connection to use the system. Since the launch of the system, the list of available data, as well as tools for their analysis, has been continuously expanding. By now, there is a lot of experience in daily use of the system by the experts in volcanology and for solving various problems in the studies of volcanoes and volcanic activity. This article describes the current state of the system, including recent developments, such as determination of the height of ash plumes, improvement of the time series analysis tools, implementation of specialized data processing products.

Стратовулкан Райкоке, расположенный в Центральных Курилах, высотой 551 м (от дна моря ― 2500 м) на вершине имеет кратер диаметром 700 м и глубиной 200 м, состав его пород ― андезиты. Остров-вулкан Райкоке вместе с подводным вулканом 3.18 составляет единый вулканический массив размером 19×8 км, расстояние между их вершинами ― около 7 км. Относительная высота подводного вулкана от дна моря ― приблизительно 900 м, его вершина находится на глубине около 250 м, состав пород ― андезибазальты и андезиты. Известны только два сильных извержения Райкоке ― в 1778 г. и 15 февраля 1924 г. Современное эксплозивное извержение вулкана началось в 18:05 GMT 21 июня 2019 г. Первое сообщение о нем было передано Токио VAAC, информация о развитии извержения по данным различных спутников была получена нами с помощью информационной системы «Дистанционный мониторинг активности вулканов Камчатки и Курил (VolSatView)». Согласно данным со спутника Himawari-8 (http://volcanoes.smislab.ru/animation/1561927182.webm), основная фаза извержения началась серией крупных эксплозий, поднявших пепел до 10–13 км над уровнем моря, и продолжалась около 15 ч, сформировав мощную эруптивную тучу, двигавшуюся на северо-восток от вулкана более 2500 км. Аэрозольные облака Райкоке 30 июня отмечались на следующих расстояниях от вулкана: 3100 км (Новосибирские острова), 3500 км (оз. Байкал), около 5500–6000 км (северо-запад Канады). Детальный анализ спутниковой информации позволил предположить, что 24–25 июня началось излияние лавового потока на западный склон Райкоке. Возможно также, что во время извержения Райкоке извергался и подводный вулкан 3.18.

Raikoke stratovolcano is located in the Central Kuril Islands, with a height of 551 m (or 2500 m from the bottom of the sea), it has a crater on its peak with a diameter of 700 m and a depth of 200 m, the composition of its rocks is andesites. The island-volcano Raikoke together with the underwater volcano 3.18 is a single volcanic massif of 19×8 km in size, the distance between their peaks is about 7 km. The relative height of the underwater volcano from the bottom of the sea is about 900 m, its top is at a depth of about 250 m, the composition of the rocks of the underwater volcano is andesibasalts and andesites. There were only two known strong eruptions of Raikoke: in 1778 and on 15 February 1924. The current explosive eruption of Raikoke volcano began at 18:05 GMT on 21 June 2019. The first message about the eruption was transmitted by Tokyo VAAC; the information about the development of the eruption based on various satellites was obtained by us using the information system “Remote monitoring of the activity of volcanoes of Kamchatka and the Kuriles (VolSatView)”. According to the Himawari-8 satellite data (http://volcanoes.smislab.ru/animation/1561927182.webm), the main phase of the eruption began with a series of large explosions that raised ash to 10–13 km above sea level, and lasted about 15 hours, forming a powerful eruptive cloud moving over 2500 km North-East from the volcano. On 30 June, the aerosol clouds from Raikoke were observed at distances from the volcano: 3100 km (Novosibirsk Islands), 3500 km (Lake Baikal), about 5500–6000 km (Northwest Canada). A detailed analysis of satellite information suggested that on 24–25 June a lava flow began to pour out on the western slope of Raikoke. It is also possible that during the eruption of Raikoke, the underwater volcano 3.18 also erupted.

Современное развитие информационных технологий и систем компьютерного моделирования природных процессов, а также появление в открытом доступе исторических архивов метеорологических данных, позволяют проводить ретроспективный анализ крупных эксплозивных извержений вулканов. Эта работа посвящена моделированию и анализу событий, связанных с распространением эруптивных облаков во время катастрофического извержения вулкана Шивелуч в ноябре 1964 г. Полученные дополнительные параметры эруптивных облаков позволили восстановить динамику эксплозивного извержения.

Owing to modern development of information technologies and computer simulation systems, and datasets derived from open historical meteorological data archives, it appeared possible to perform retrospective analysis of large explosive volcanic eruptions. This work analyzes the results of simulation of the events associated with the eruptive cloud propagation during the catastrophic eruption of the November, 1964 Sheveluch volcano. The obtained additional eruptive cloud parameters enabled us to reproduce the dynamics of the explosive eruption and to validate its magmatic genesis.

Сильные эксплозивные извержения вулканов наиболее опасны для современной реактивной авиации, так как во время таких извержений в течение нескольких часов или дней в атмосферу и стратосферу может поступать до нескольких кубических километров вулканических пеплов и аэрозолей. В 2016 г. извергались пять из 30 активных вулканов Камчатки (Шивелуч, Ключевской, Безымянный, Карымский и Жупановский) и три из 6 активных вулканов Северных Курил (Алаид, Эбеко, Чикурачки). Эффузивная деятельность отмечалась на Шивелуче, Ключевском, Безымянном и Алаиде. Все вулканы проявляли эксплозивную активность. Сильные эксплозивные события происходили в основном с сентября до декабря на Шивелуче, умеренная эмиссия пеплов сопровождала все извержение Ключевского в марте–ноябре, эксплозивная активность вулканов Карымский, Жупановский, Алаид и Чикурачки наблюдалась преимущественно в первой половине года. Общая площадь территории, покрытой пеплом в 2016 г. оценивается в 600 000 км2, из которых 460 000 км2 связаны с извержениями камчатских вулканов и 140 000 км2 – с извержениями северокурильских вулканов. Активность вулканов Шивелуч, Ключевской и Жупановский была опасна для международных и местных авиаперевозок, так как эксплозии поднимали пепел до 10–12 км над уровнем моря, вулканов Безымянный, Карымский, Алаид, Эбеко и Чикурачки – для местных авиаперевозок (пепел при эксплозиях поднимался до 5 км над уровнем моря).

Strong explosive volcanic eruptions are extremely dangerous to the modern jet aircraft as they can produce several cubic kilometers of volcanic ash and aerosols that can be sent to the atmosphere and the stratosphere in several hours to several days during the eruption. In 2016, five from thirty active volcanoes erupted in Kamchatka (Sheveluch, Klyuchevskoy, Bezymianny, Karymsky, and Zhupanovsky) and three from six active volcanoes in the Northern Kuriles (Alaid, Ebeko, and Chikurachki). Effusive volcanic activity was noted at Sheveluch, Klyuchevskoy, Bezymianny and Alaid. All the volcanoes produced explosive activity. Strong explosive events occurred at Sheveluch mainly from September till December. Moderate ash emission had accompanied of Klyuchevskoy’s eruption through March till November. Explosive activity at Karymsky, Zhupanovsky, Alaid, and Chikurachki volcanoes was observed mainly in the first half of the year. The total area covered by ash in 2016 was estimated 600,000 km2, from which 460,000 km2 were related to the eruptions of Kamchatka volcanoes and 140,000 km2 were attributed to the eruption of the North Kuriles volcanoes. The activity at Sheveluch, Klyuchevskoy, and Zhupanovsky was dangerous to international and local airlines as explosions produced ash up to 10-12 km above sea level. The activity at Bezymianny, Karymsky, Alaid, Ebeko, and Chikurachki posed a threat to local aircrafts when explosions sent ash up to 5 km above sea level.

Ежедневный мониторинг вулканов Камчатки выполняется с 1993 г., Курил - с 2003 г. С 2009 г. с применением современных информационных технологий и методов развиваются информационные системы, оснащенные современными инструментами для анализа данных, с помощью которых в ИВиС ДВО РАН выполняются комплексные исследования вулканогенных процессов Курило-Камчатского региона, в том числе наиболее опасных для человека эксплозивных извержений, а также продуктов извержений вулканов. Созданные системы позволяют вулканологам работать с различными спутниковыми данными совместно с метео- и видеоинформацией для непрерывного мониторинга и исследования вулканической активности; моделировать распространение пепловых облаков и шлейфов для оценки их опасности для авиации; объединять и систематизировать различную информацию о вулканах и их извержениях.

Daily monitoring of Kamchatka volcanoes has been carried out since 1993, Kuril - since 2003. Since 2009, using modern information technologies and methods, informa tion systems equipped with modern tools for data analysis have been developed, with the help of which there are carried out in the IVS FEB RAS comprehensive studies of volcanogenic processes in the Kuril - Kamchatka region, including the most dangerous explosive eruptions for humans, as well as products of volcanic eruptions. The created systems allow volcanologists to work with various satellite data together with weather and video information for continuous monitoring and research of volcanic activity; simulate the spread of ash clouds and plumes to assess their danger to aviation; combine and systematize various information about volcanoes and their eruptions.

Пепловые облака и шлейфы, возникающие при эксплозивных извержениях вулканов Камчатки и Курил, представляют большую опасность для авиации. Поэтому актуальными задачами являются прогнозирование и анализ их перемещения. Для их решения в составе АИС “Сигнал” создана подсистема моделирования, позволяющая прогнозировать направление, скорость и высоту перемещения пепловых облаков и шлейфов в атмосфере. В то же время для более точной оценки представляемой ими опасности требуется определять не только их качественные, но и количественные характеристики. В статье рассмотрены результаты работы по развитию возможностей АИС “Сигнал”. Дано описание разработанных инструментов, позволяющих прогнозировать концентрацию пепла на эшелонах полетов самолетов, а также мощность и массу пепла, выпавшего на поверхность земли. Приводятся результаты выполненных численных экспериментов, показавших хорошую согласованность полученных результатов моделирования со спутниковыми данными.

Purpose. Ash clouds and plumes arising due to explosive eruptions of the volcanoes of Kamchatka and the Kuril Islands pose a great danger to aviation flights. In this regard, the urgent and important task is to predict and analyze distribution of volcanic ash in the atmosphere . To solve this task, AIS "Signal"was designed. It includes a modelling subsystem using the PUFF model. It allows predicting the direction, speed and height of the propagation of ash clouds and plumes in the atmosphere. At the same time, for more accurate assessment of the danger of ash clouds and plumes, it is necessary to determine not only their qualitative, but also quantitative characteristics, for example, the concentration of ash at the flight levels of aircrafts, the amount of ash deposited on the surface, etc. To solve this problem, research was done to expand the capabilities of the AIS "Signal"by integrating the Eulerian FALL3D model into it. The present article presents the results of this work.
Methodology. Implementation of system and user interfaces for automating the processes of collecting and preparing auxiliary data (reference information about volcanoes, meteorological data, etc.), performing numerical calculations in the FALL3D model and visualizing the obtained results both were carried out on the basis of similar interfaces created earlier in AIS “Signal” for the PUFF model. All these features significantly accelerate the process of integration the FALL3D model into the existing AIS modelling subsystem. Implementation of the operating modes of the subsystem and evaluating the efficiency of its functioning were carried out as part of the study of ash clouds and plumes propagation which are formed during explosive events of the Kamchatka volcanoes.
Findings. As part of the integration of the FALL3D model into the modelling subsystem, informational interaction of its software components with the services of AIS “Signal” was organized. Algorithms for the formation of collections of meteorological data necessary for the functioning of the model were proposed and implemented. User interfaces have been created that allow specialists to calculate the characteristics of ash clouds with the ability to set detailed initial parameters for an explosive event and model settings.
Originality. The integration of the FALL3D model in the AIS “Signal” significantly expands its ability to predict propagation of ash clouds and plumes formed during explosive eruptions of the volcanoes of Kamchatka and the Kuril Islands. In addition to the instruments for determining the direction, speed, and height of the spread of volcanic ash, tools have been developed to determine the ash concentration at the flight levels of aircrafts, as well as the thickness and mass of the ash falling on the surface of the Earth. Numerical experiments have showed a good agreement between Originality. The integration of the FALL3D model in the AIS “Signal” significantly expands its ability to predict propagation of ash clouds and plumes formed during explosive eruptions of the volcanoes of Kamchatka and the Kuril Islands. In addition to the instruments for determining the direction, speed, and height of the spread of volcanic ash, tools have been developed to determine the ash concentration at the flight levels of aircrafts, as well as the thickness and mass of the ash falling on the surface of the Earth. Numerical experiments have showed a good agreement between the obtained modelling results and the satellite data.the obtained modelling results and the satellite data.

В Институте вулканологии и сейсмологии (ИВиС) ДВО РАН накоплен большой объем уникальных научных данных по вулканам Камчатки и Курильской островной дуги. Описываются информационные вебсистемы (ИС): VOKKIA - для интеграции и систематизации данных по наземным и подводным вулканам региона и их извержениям; KVERT -для сбора и интеграции данных оперативного мониторинга активности вулканов. Дается описание реализованных в ИС сервисов графической визуализации данных, помогающих обнаруживать взаимосвязи, закономерности и тенденции изменения вулканогенных процессов во времени.

A large amount of unique scientific data about the Kamchatka and the Kurile Island Arc volcanoes has been collected in the Institute of Volcanology and Seismology FEB RAS. The paper describes VOKKIA and KVERT information web-systems. VOKKIA is designed to integration and systematization of heterogeneous scientific data on the terrestrial and submarine volcanoes of Kurile-Kamchatka Island Arc including data on their eruptions. The KVERT system provides collection and storage of operational data of monitoring of active volcanoes. Besides, the article describes graphical visualization services that helps to detect the relationship, patterns and trends in volcanic processes over time.

Annually, from 3 to 6 Kamchatkan volcanoes produce eruptions, during which the explosions eject ash to 10-15 km a.s.l., and ash clouds spread thousands of kilometers from volcanoes. Ash clouds pose a serious threat to the modern jet aviation. Scientists of KVERT have conduct daily monitoring of Kamchatka volcanoes since 1993, to mitigate volcanic hazards to airline operations and population. Since 2014, satellite monitoring of volcanoes they carried out with the VolSatView (Remote monitoring of active volcanoes of Kamchatka and the Kuril Islands) (http://volcanoes.smislab.ru) IS. The system utilize all the available satellite data, weather and video observations to ensure continues monitoring and study of volcanic activity in Kamchatka. The VolSatView work with distributed information resources and computation systems. This work was supported by the Russian Science Foundation, project No. 16-17-00042.

The active andesitic Zhupanovsky Volcano consists of four coalesced stratovolcano cones. The historical explosive eruptions of 1940, 1957, and 2014‒2016 discharged material from the Priemysh Cone. The recent Zhupanovsky eruptions were studied using satellite data supplied by the Monitoring of Active Volcanoes in Kamchatka and on the Kuril Islands information system (VolSatView), as well as based on video and visual observations of the volcano. The first eruption started on October 22 and lasted until October 24, 2013. Fumaroles situated on the Priemysh western slope were the centers that discharged gas plumes charged with some amount of ash. The next eruption started on June 6, 2014 and lasted until November 20, 2016. The explosive activity of Zhupanovsky was not uniform in 2014–2016, with the ash plumes being detected on satellite images for an approximate total duration of 112 days spread over 17 months. The most vigorous activity was observed between June and October, and in November 2014, with a bright thermal anomaly being nearly constantly seen on satellite images around Priemysh between January and April 2015 and in January–February 2016. The 2014–2016 eruption culminated in explosive events and collapse of parts of the Priemysh Cone on July 12 and 14, November 30, 2015, and on February 12 and November 20, 2016.

The first historical eruption of Kambalny volcano began on March 24, 2017 with the powerful ash emission from the summit crater reaching as high as 6 km above sea level. The explosive activity continued without interruption from March 24 to March 30. The most powerful ash emission was registered on March 25–26, when the ash plume drifted several thousand kilometers SW, S, and SE from the volcano. On April 2 and April 9, after several calm days, powerful ash explosions occurred generating ash plumes up to 7 km high. The area of the land and sea over which the ash plume drifted during the day of March 25, was 650000 km2; the area of the ash accumulation on the land that was formed from March 24 to April 9, exceeded 1500 km2. These parameters were measured using the satellite-based data in the VolSatView information system. Domination of the silty fraction and the presence of secondary minerals (pyrite, gypsum, sulfur, and others) in the ash point to the phreatic character of the volcanic eruption.

Airborne volcanic ash is one of the most common, far-travelled, direct hazards associated with explosive volcanic eruptions worldwide. Management of volcanic ash cloud hazards often requires coordinated efforts of meteorological, volcanological, and aviation authorities from multiple countries. These international collaborations during eruptions pose particular challenges due to variable crisis response protocols, uneven agency responsibilities and technical capacities, language differences, and the expense of travel to establish and maintain relationships over the long term. This report introduces some of the recent efforts in enhancing international cooperation and collaboration in the Northern Pacific region.

Безымянный — один из наиболее активных вулканов Камчатки и мира. В декабре 2016 г. началась его активизация после четырёхлетнего молчания в течение 2012–2016 гг. В 2017 г. произошло три пароксизмальных эксплозивных извержения вулкана, событию 20 декабря с выносом пепла до 15 км над уровнем моря посвящена эта статья. Описан ход извержения и результаты его анализа, в том числе показано анимированное изображение движения пеплового облака от вулкана, выполненное по серии снимков Himawari-8 (http://dvrcpod.planeta.smislab.ru/animation/1513757110.gif), с наложением на него результатов моделирования распространения пеплового облака (http://dvrcpod.planeta.smislab.ru/animation/1513777733.gif). Эруптивное облако двигалось на северо-восток от вулкана со средней скоростью 100 км/ч. Основная площадь территории, охваченной пепловыми облаками, составляла около 78 000 км2, в том числе на суше — 42 600 км2. Пепловые облака после окончания извержения фиксировались в атмосфере на удалении до 1500–2000 км на северо-востоке от вулкана до 22 декабря 2017 г. Кроме отложений пепла, в результате извержения в долине Восточной и долине р. Сухая Хапица были образованы отложения пирокластических (протяжённостью 5–6 км от вулкана) и грязевых (до 18 км) потоков. Спутниковый мониторинг вулкана и анализ данных по его извержению проводился с помощью информационной системы VolSatView и автоматизированной информационной системы «Сигнал».

Bezymianny is one of the most active volcanoes in Kamchatka and the world. The intensification of its activity began in December 2016 after four years of silence during 2012–2016. There were three paroxysmal explosive volcanic eruptions in 2017; the paper is devoted to the event on December 20 with ash removal up to 15 km above sea level. We describe the course of the eruption and the results of its analysis, including an animated image of the motion of the ash cloud from the volcano, performed on a series of images of Himawari-8 (http://dvrcpod.planeta.smislab.ru/animation/1513757110.gif), with overlaid on it results of modeling the distribution of this ash cloud (http://dvrcpod.planeta.smislab.ru/animation/1513777733.gif). The eruptive cloud moved northeast of the volcano at an average speed of 100 km/h, the main area covered by ash clouds was about 78 000 km2, including 42 600 km2 on land. Ash clouds after the eruption were recorded in the atmosphere at a distance of 1500–2000 km to the northeast of the volcano until December 22, 2017. In addition to ash deposits, as a result of the eruption, deposits of pyroclastic flows (with run out to 5–6 km from the volcano) and mud streams (about 18 km) were formed in Vostochnaya Valley and Sukhaya Khapitsa River. Satellite monitoring of the volcano and analysis of the eruption data was carried out using information systems VolSatView and Signal.

Активный андезитовый вулкан Жупановский состоит из четырех слившихся конусов стратовулканов. Исторические эксплозивные извержения в 1940, 1957, 2014–2016 гг. происходили из конуса Приемыш. Недавние извержения Жупановского были изучены с использованием спутниковых данных, полученных из информационной системы “Мониторинг активности вулканов Камчатки и Курил” (VolSatView), а также некоторых видео- и визуальных наблюдений вулкана. Первое извержение Жупановского началось 22 октября и продолжалось до 24 октября 2013 г. Центрами мощного выноса газовых шлейфов, содержащих некоторое количество пепла, были фумаролы, расположенные на западном склоне Приемыша. Новое извержение вулкана началось 6 июня 2014 г. и продолжалось до 20 ноября 2016 г. Эксплозивная активность Жупановского в 2014–2016 гг. была неравномерной, на спутниковых снимках пепловые шлейфы были отмечены примерно 112 дней в течение 17 месяцев. Наиболее активно вулкан работал с июня до октября и в ноябре 2014 г., с января до апреля 2015 г. и в январе–феврале 2016 г., в это время на спутниковых снимках в районе конуса Приемыш почти постоянно отмечалась яркая термальная аномалия. Кульминацией извержения вулкана Жупановский в 2014–2016 гг. были эксплозивные события и обрушения частей конуса Приемыш 12 и 14 июля и 30 ноября 2015 г. и 12 февраля и 20 ноября 2016 г.

В монографии приведены различные данные о вулканах Камчатки, описаны возможности их изучения на основе комплексного использования методов и технологий дистанционного зондирования, наземных наблюдений и численного моделирования. Значительное внимание уделено вопросам построения и применения информационных систем, обеспечивающих сегодня оперативный мониторинг и исследования вулканической активности, которые в последние годы совместно разрабатываются и развиваются специалистами Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН (Петропавловск-Камчатский), Института космических исследований РАН (Москва), Вычислительного центра ДВО РАН (Хабаровск) и Дальневосточного филиала НИЦ Планета (Хабаровск). Приведены результаты комплексных исследований эксплозивных извержений вулканов, а также потенциальная опасность действующих вулканов Камчатки для населения и авиации, полученные учеными ИВиС ДВО РАН, в том числе, с помощью представленных в монографии новых методов, технологий и систем.

The monograph presents various data about the volcanoes of Kamchatka and describes the possibilities of studying them based on the integrated use of remote sensing, ground-based observation and numerical simulation methods and technologies. Considerable attention is paid to the construction and application of the information systems that today provide operational monitoring and studies of volcanic activity, which have been jointly developed in the recent years by the experts from the Institute of Volcanology and Seismology of the Far East Branch of the Russian Academy of Sciences (IVS FEB RAS) (Petropavlovsk-Kamchatsky), Space Research Institute RAS (Moscow), Computing Center FEB RAS (Khabarovsk) and the Far East Branch of the Research Center “Planetа” (Khabarovsk). The results of complex studies of explosive volcanic eruptions and the potential hazards of the Kamchatkan active volcanoes to the population and aviation are presented which are obtained by the scientists of IVS FEB RAS, particularly exploring the new methods, technologies and systems described in the monograph.

За многие годы исследований вулканов Камчатки и Курильской островной дуги в Институте вулканологии и сейсмологии (ИВиС) ДВО РАН накоплен большой объем уникальных научных данных. Распределенный характер хранения информации затрудняет поиск данных и их эффективное использование в научных исследованиях. Актуальными задачами являются интеграция данных в тематические информационные ресурсы, организация доступа к данным в сети Интернет, а также создание инструментов для их комплексного анализа. Описываются разработанные в ИВиС ДВО РАН информационные веб-системы VOKKIA и KVERT. VOKKIA предназначена для интеграции и систематизации гетерогенных научных данных по наземным вулканам Камчатки, Курильских островов и подводным вулканам омывающих морей, в том числе данных об исторических извержениях действующих вулканов. Система KVERT содержит краткую информацию о действующих вулканах Камчатки и Северных Курил, в том числе об их опасности; обеспечивает сбор и хранение оперативных данных визуального, видео-, и спутникового мониторинга вулканов; автоматизированную подготовку и отправку KVERT-сообщений о состоянии вулканов. Дается описание организации обмена данными VOKKIA и KVERT с внешними информационными системами; сервисов графической визуализации и статистического анализа данных, помогающих обнаруживать взаимосвязи, закономерности и тенденции изменения вулканогенных процессов во времени.

A large amount of unique scientific data has been collected in the Institute of Volcanology and Seismology FEB RAS (IVS FEB RAS) over the past years of investigations of the Kamchatka and the Kurile Island Arc volcanoes. The distributed storage of data makes it difficult to search data and to use them effectively in scientific research. Actual tasks are the integration of data into thematic information resources, organization of data access on the Internet, as well as the creation of tools for their comprehensive analysis. The paper describes VOKKIA and KVERT information web-systems developed in the IVS FEB RAS. VOKKIA is designed to integration and systematization of heterogeneous scientific data on the terrestrial volcanoes of Kamchatka, the Kurile Islands and submarine volcanoes on the surrounding seas including data on historical eruptions of active volcanoes. The KVERT system contains brief information about active volcanoes of Kamchatka and the Northern Kuriles including their hazard; provides collection and storage of operational data of visual, video, and satellite monitoring of volcanoes; automated preparation and sending KVERT releases on volcanic activity. Besides, the article describes the organization of data exchange between VOKKIA and KVERT and external information systems; describes graphical visualization services and statistical data analysis that helps to detect the relationship, patterns and trends in volcanic processes over time.

Ash clouds resulting from explosive volcanic eruptions pose a real threat to human (for aircraft flights, airports operations, etc.); therefore, the detection, monitoring, and forecast of their movement is an urgent and important issue. The features and examples of application of the new tool developed on the basis of "Monitoring of active volcanoes of Kamchatka and the Kurile Islands" information system (VolSatView) are described. It allows the integrated monitoring and forecasting of ash cloud transport using the data of remote sensing and mathematical modeling as well as the assessment of the parameters of explosive events.

Действующие вулканы Камчатки ― одни из самых активных в мире. Ежегодно здесь происходят извержения 3−7 вулканов, во время которых эксплозии поднимают пепел до 10−15 км над уровнем моря и пепловые облака распространяются на тысячи километров от вулканов. Активная вулканическая деятельность может стать причиной пеплопадов в городах и поселках, уничтожения лесов и коммуникаций. Пепловые облака и шлейфы представляют серьезную опасность для полетов современной реактивной авиации. Для снижения вулканоопасности для авиаперевозок и населения с 1993 г. Камчатская группа реагирования на вулканические извержения (KVERT) выполняет ежедневный мониторинг вулканов. С 2014 г. спутниковый мониторинг вулканов проводится учеными KVERT с помощью информационной системы VolSatView, в которую с 2016 г. начали поступать данные с геостационарного спутника Himawari-8. В системе созданы специальные инструменты, позволяющие работать с оперативно поступающими данными и анализировать ряды долговременных наблюдений. Применение данных Himawari-8, а также инструментов, реализованных в VolSatView для работы с ними, позволяет: значительно повысить оперативность обнаружения эксплозивных событий, происходящих в регионе; определять начало эруптивных событий с точностью до 10 и менее минут; отслеживать и прогнозировать все изменения динамики активности вулканов, в том числе близкое начало сильных эксплозивных событий. Статья посвящена описанию особенностей технологии интеграции данных Himawari-8 в VolSatView и основным возможностям работы с ними, реализованным в настоящее время в системе.

The volcanoes of Kamchatka are the most active in the world. Annually, from 3 to 7 volcanoes produce eruptions, during which the explosions eject ash to 10−15 km above sea level, and ash clouds spread thousands of kilometers from volcanoes. Strenuous volcanic activity could cause ash falls in towns and settlements, destruction of forests and communications. Ash clouds and plumes pose a serious threat to the present-day jet aviation. Since 1993, the Kamchatka Volcanic Eruption Response Team (KVERT) has conducted daily monitoring of Kamchatka volcanoes to mitigate volcanic hazards to airline operations and population. Since 2014, satellite monitoring of volcanoes is carried out by KVERT scientists using the VolSatView information system that since 2016 has utilized data from Himawari-8 geostationary satellite. The system has created special tools that allow us to work with promptly received data, as well as analyze series of long-term observations. Using data from Himawari-8, as well as the tools implemented in VolSatView to work with them, enables to: significantly raise the efficient response to detection of explosive events in the region; identify the onset of eruptive events with an accuracy of 10 minutes or less; track and forecast all changes in the dynamics of volcanic activity, including the near onset of strong explosive events. The paper describes the technology features for integrating Himawari-8 data into VolSatView and the main possibilities of working with them, implemented now
in the system.

В 2011-2017 гг. специалистами ИВиС ДВО РАН, ИКИ РАН, ВЦ ДВО РАН и ДЦ НИЦ Планета была создана и развивается информационная система “Дистанционный мониторинг активности вулканов Камчатки и Курил” (VolSatView), позволяющая вулканологам комплексно работать с различными спутниковыми данными, метео- и видеоинформацией для непрерывного мониторинга и исследования вулканической активности Курило-Камчатского региона. В работе показаны возможности VolSatView для оперативного мониторинга вулканов, анализа динамики извержений и их продуктов, прогноза эруптивной деятельности.

Since 2011, experts from IVS FEB RAS, SRI RAS, CC FEB RAS and FE Planeta RC are operating and developing the “Remote monitoring of Volcanic Activity in Kamchatka and the Kurile Islands” (VolSatView) information sys-tem that utilize all the available satellite data, weather and video observations to ensure continues monitoring and study of volcanic activity in Kamchatka and the Kurile Islands. This paper provides the capabilities of VolSatView for real-time monitoring of volcanoes, analysis of eruptions dynamics and their products, and forecasting of eruptive activity.

14–18 июня 2017 г. произошли эксплозивные извержения трёх вулканов Северной группы Камчатки: шесть Шивелуча – два мощных и четыре умеренной силы; непрерывное Ключевского и одно мощное Безымянного. Наиболее полная информация об этих извержениях была получена при анализе спутниковых данных в информационной системе «Дистанционный мониторинг активности вулканов Камчатки и Курил» (VolSatView, http://volcanoes.smislab.ru). Благодаря информации со спутника Himawari-8 удалось восстановить развитие всех происходивших в районе вулканов событий: начала их эксплозий и пеплопадов в посёлках, размеры пепловых облаков, направления их перемещения и др. Например, в результате этих извержений пепловые облака переместились на более чем 4500 км на юго-восток от вулканов, отложения пеплов покрыли территорию Камчатки площадью около 47 800 км2. Кроме этого, по данным со спутника Himawari-8 создана анимационная картина эксплозивных событий 14–18 июня 2017 г., наглядно иллюстрирующая скоротечность мощных эксплозивных извержений и долговременность существования в атмосфере пепловых облаков, представляющих реальную опасность для авиатранспорта: http://kamchatka.volcanoes.smislab.ru/animation/sample.gif

On 14-18 June 2017, three volcanoes of the Kamchatka Northern volcanic group produced eight explosive eruptions: six Sheveluch (two powerful and four moderate eruptions), one continuous ash emissions at Klyuchevskoy and one powerful eruption of Bezymianny. The most complete information about these eruptions was obtained during the analysis of satellite data in the information system “Monitoring of Volcanoes Activity in Kamchatka and the Kuriles" (VolSatView, http://volcanoes.smislab.ru). Thanks to the data from the Himawari-8 satellite, we managed to recover all events happened in the area of the volcanoes: the onset of their explosions and ash falls in nearby villages, the size of the ash clouds, direction of their movement, etc. For example, ash clouds from these eruptions moved more than 4500 km southeast from the volcanoes. Ash deposits covered about 47800 km2 of the territory of Kamchatka. In addition, based on the Himawari-8 satellite data, the animated picture of 14-18 June 2017 explosive events was created illustrating short duration of powerful explosive eruptions and long persistence of ash clouds in the atmosphere that represent a real danger for aerial transport: http://kamchatka.volcanoes.smislab.ru/animation/sample.gif

На Камчатке и Северных Курилах расположено 36 действующих вулканов, ежегодно здесь наблюдаются извержения трёх-восьми вулканов. Ежедневный спутниковый мониторинг вулканов начал проводиться Камчатской группой реагирования на вулканические извержения (KVERT) в сотрудничестве с коллегами из Аляскинской вулканологической обсерватории (США) с 1997 г. С 2002 г. учёные KVERT проводят обработку и анализ первичных снимков спутниковых систем NOAA (AVHRR), Terra и Aqua (MODIS) и др. близко к реальному времени для выявления пепловых шлейфов и термальных аномалий на активных вулканах. Многосторонний анализ имеющихся опубликованных сведений о вулканах, а также визуальных и спутниковых данных, полученных учёными KVERT в течение 24-летнего ежедневного мониторинга вулканической активности, позволил выявить основные черты деятельности каждого из действующих вулканов и оценить степень их опасности для авиаперевозок и населения полуострова. С созданием в 2011 г. информационной системы «Дистанционный мониторинг активности вулканов Камчатки и Курил (VolSatView)» вулканологи получили не имеющие аналогов в мире возможности спутниковых наблюдений за активными вулканами. Система VolSatView, объединяя широкий спектр данных различных спутниковых систем, поступающих из разных источников, позволяет непосредственно в веб-интерфейсе с помощью созданных специальных инструментов совместно обрабатывать оперативную и ретроспективную спутниковую информацию, сопоставлять её с видеоинформацией, выполнять моделирование распространения пепловых шлейфов, классифицировать различные вулканогенные объекты и т. д. VolSatView даёт возможность решать задачи разного уровня — от оперативного мониторинга активности вулканов до фундаментальных проблем вулканологии. Характер активности вулканов меняется и актуальность решения проблемы «как работает вулкан» остаётся. Для выполнения этой задачи, а также поиска предвестников эксплозивных извержений вулканов, необходимо продолжать долговременные дистанционные наблюдения за вулканами региона; изучать изменения их активности с течением времени; сопоставлять работу вулканов, поставляющих на поверхность земли эруптивные продукты сходного и контрастного составов.

There are 36 active volcanoes in Kamchatka and Northern Kuriles, from 3 to 8 volcano eruptions occur here every year. Daily satellite monitoring of volcanoes has been performed by the Kamchatka Volcanic Eruption Response Team (KVERT) since 1997 in cooperation with colleagues from the Alaska Volcano Observatory (USA). Since 2002, KVERT scientists have processing and analyzing primary images of satellite systems NOAA (AVHRR), TERRA and AQUA (MODIS), etc. in close–to–real time to detect ash plumes and thermal anomalies on active volcanoes. The multiparameter analysis of the available published information about volcanoes, as well as visual and satellite data obtained by KVERT scientists during 24 years of daily monitoring of volcanic activity, made it possible to identify the main features of the activity at each of the active volcanoes and assess their degree of danger for air transportation and population of the peninsula. With the creation in 2011 of the information system “Remote monitoring activity of volcanoes of Kamchatka and the Kuriles (VolSatView)”, volcanologists opportunity have the opportunities that have no analogues in the world to conduct satellite observations of active volcanoes. VolSatView combines a wide range of data from various satellite systems coming from different sources and allows us to process operational and retrospective satellite information directly in the web–interface by means of specially created tools, to compare it with video information, to simulate ash plumes propagation, to classify various volcanogenic objects and etc. VolSatView enables to solve problems at different levels — from on–line monitoring of volcanoes activity to the fundamental problems in volcanology. The character of volcanic activity changes and the actuality of solving the problem of “how the volcano works” remain. To accomplish this task and for searching precursors of explosive volcanic eruptions, it is necessary to continue long–term remote observations of the volcanoes in the region; to study changes in their activity with time; to compare behavior of volcanoes supplying the eruptive products of similar and contrast compositions to the earth surface.

Первое историческое извержение вулкана Камбальный началось 24 марта 2017 г. с мощной эмиссии пепла из вершинного кратера до 6 км над уровнем моря. По данным тефрохронологии предполагается, что сильные извержения вулкана происходили 200 (?) и 600 лет назад. 25–26 марта отмечалась максимальная интенсивность выноса пепла – непрерывный шлейф, нагруженный пепловыми частицами, распространился на несколько тысяч километров, изменяя направление распространения от вулкана с юго-западного на южный и юго-восточный. 27–29 марта пепловый шлейф протягивался на запад, 30 марта – на юго-восток, 2 апреля – на восток от вулкана. 31 марта и 1 апреля вулкан был относительно спокоен. Возобновление активности вулкана после двух суток покоя выразилось в мощных выбросах пепла до 7 км над уровнем моря. Небольшой пепловый шлейф был отмечен 4 апреля, 9 апреля вновь произошел выброс пепла до 7 км над уровнем моря. Площадь отложений пепла на суше составила 1300 км2, общая площадь территории, охваченной пеплопадами, например, 25 марта – 650 тыс. км2. Для наблюдений за извержением вулкана были использованы преимущественно спутниковые данные среднего разрешения информационной системы «Мониторинг активности вулканов Камчатки и Курил» (VolSatView).

The first historical eruption of Kambalny volcano began on March 24, 2017 with a powerful ash emission up to 6 km above sea level from the pre-summit crater. According to tephrochronology, it is assumed that the strong eruptions of the volcano occurred 200 (?) and 600 years ago. The maximum intensity of ash emission occurred on 25–26 March: uninterrupted plume laden with ash particles spread over several thousand kilometers, changing the direction of propagation from the volcano from the south-west to the south and south-east. On 27–29 March, the ash plume extended to the west, on 30 March – to the southeast, and on April 02 – to the east of the volcano. On March 31 and April 01, the volcano was relatively quiet. The resumption of the volcano activity after two days of rest was expressed in powerful ash emissions up to 7 km above sea level. A small ash plume was noted on 04 April, and powerful ash emissions up to 7 km above sea level occurred on 09 April. The area of ashes on the land was 1300 km2, the total area covered by ash falls, for example, on 25 March, – 650 thousand km2. To observe the Kambalny volcano eruption we used mainly satellite images of medium resolution available in the information system "Monitoring activity of volcanoes of Kamchatka and Kurile Islands" (VolSatView).

В Институте вулканологии и сейсмологии ДВО РАН с 2010 г. формируется инфраструктура пространственных данных (ИПД), цель которой – обеспечить свободный доступ к распределенным пространственным данным института и способствовать их комплексному использованию в научных исследованиях. ИПД создается с применением современных информационных технологий и методов на основе единых международных стандартов, обеспечивающих требование интероперабельности данных и сервисов в сетевой среде.

Пепловые облака, возникающие в результате эксплозивных извержений вулканов, представляют реальную угрозу для жизнедеятельности человека (для полетов воздушных судов, работы аэродромов и т.д.), поэтому обнаружение, отслеживание и прогноз их перемещения актуальны и важны. Описаны возможности и примеры применения нового инструмента, созданного на базе информационной системы “Мониторинг активности вулканов Камчатки и Курил” (VolSatView). Он позволяет решать задачи комплексного мониторинга и прогноза распространения пепловых облаков с помощью данных дистанционного зондирования и результатов математического моделирования, а также оценить параметры эксплозивных событий.

С 2008 г. усилиями ученых ВЦ ДВО РАН, ИПМ ДВО РАН и ИВиС ДВО РАН ведется разработка информационных технологий и систем для обеспечения работы сетей наблюдений ДВО РАН и обработки данных для исследования и оперативного мониторинга природных опасных яв-лений на Дальнем Востоке России. Созданные программные средства позволили интегрировать специализированные архивы научных данных и средства для работы с ними, сформировав эффективные инструменты для изучения вулканической активности на Камчатке и геодинамических процессов на юге Дальнего Востока России.

Kamchatka and the Kuril Islands are home to 36 active volcanoes with yearly explosive eruptions that eject ash to heights of 8 to 15 km above sea level, posing hazards to jet planes. In order to reduce the risk of planes colliding with ash clouds in the north Pacific, the KVERT team affiliated with the Institute of Volcanology and Seismology of the Far East Branch of the Russian Academy of Sciences (IV&S FEB RAS) has conducted daily satellite-based monitoring of Kamchatka volcanoes since 2002. Specialists at the IV&S FEB RAS, Space Research Institute of the Russian Academy of Sciences (SRI RAS), the Computing Center of the Far East Branch of the Russian Academy of Sciences (CC FEB RAS), and the Far East Planeta Center of Space Hydrometeorology Research (FEPC SHR) have developed, introduced into practice, and were continuing to refine the VolSatView information system for Monitoring of Volcanic Activity in Kamchatka and on the Kuril Islands during the 2011–2015 period. This system enables integrated processing of various satellite data, as well as of weather and land-based information for continuous monitoring and investigation of volcanic activity in the Kuril–Kamchatka region. No other information system worldwide offers the abilities that the Vol-SatView has for studies of volcanoes. This paper shows the main abilities of the application of VolSatView for routine monitoring and retrospective analysis of volcanic activity in Kamchatka and on the Kuril Islands.

Ключевская группа вулканов Камчатки уникальна во многих отношениях: она включает 13 вулканов, четыре из которых действующие, здесь находится самый молодой и активный вулкан Камчатки – Ключевской; в пределах относительно небольшой территории группы отмечается распространение контрастного (базальтового и андезитового) вулканизма. На основании анализа комплекса спутниковых данных среднего и высокого разрешения (MODIS, SRTM, ASTER, Landsat, Метеор-М, Канопус-В и др.), различных опубликованных материалов и собственных вулканологических исследований автора, в работе приведена уточненная схема расположения основных разломных зон в районе Ключевской группы вулканов. Все разломы, показанные на схеме, хорошо выражены на всех рассмотренных спутниковых снимках. Показано, что разломы, когда-либо здесь проявившиеся, являются долгоживущими, их активизация связана с определенными этапами развития Ключевской группы вулканов; формирование стратовулканов группы обязано преимущественно разломам северо-западного, северо-восточного и западно-северо-западного простираний. Например, современная активность вулкана Ключевской связана, вероятно, с разломами северо-западного и северо-восточного простираний; правосторонние сбросо-сдвиговые подвижки по разломам северо-северо-восточного простирания, вероятно, привели к обрушению в разное время восточных частей вулканов Острый Толбачик и Камень.

The Klyuchevskaya volcanic group of Kamchatka is unique in many respects: it includes 13 volcanoes, four of which are active; Klyuchevskoy volcano is the youngest and the most active of Kamchatka; the contrast (basaltic and andesitic) volcanism is observed within the relatively small area of this group. This work provides a general scheme of principal fault zones in the area of the Klyuchevskaya volcanic group superimposed on satellite data of middle and high resolution (MODIS, SRTM, ASTER, Landsat, Meteor-M, Kanopus-B and the others). The scheme of the fault zones was created on the basis of the analysis of a set of various published materials and numerous satellite data of different resolution, as well as on the author’s studies of the Klyuchevskaya group volcanoes. All faults at the scheme were well expressed in all examined satellite images. It is shown that the faults ever formed here are long-lived and their activity is associated with certain stages of the evolution of the Klyuchevskaya volcanic group. The formation of all volcanoes of this group mainly happens owing to faults of the northwest, northeast and west-northwest directions. For example, the current activity of Klyuchevskoy volcano is associated probably with the northwest and northeast striking faults; right-hand downthrow-upheaval movements along the faults of the north-northeast directions are likely to have led at different times to the collapse of the eastern parts of the volcanoes Ostry Tolbachik and Kamen.

Активность вулканов Камчатки в 2014 г. была ниже, чем в предыдущие годы: ежегодно на полуострове в состоянии извержения находятся от 4 до 8 вулканов, в этом году извергались лишь три вулкана.

В 2015 г. в состоянии извержения и высокой активности находились четыре вулкана Камчатки (Шивелуч, Ключевской, Карымский, Жупановский) и два вулкана Северных Курил (Алаид и Чикурачки), их деятельность представляла опасность для авиаперевозок. В течение всего года продолжалось экструзивно-эксплозивное извержение вулкана Шивелуч, отдельные пепловые эксплозии поднимали пепел до 9-10 км н.у.м.; с 1 января по 24 марта 2015 г. происходило эксплозивно-эффузивное извержение вулкана Ключевской, пепловые шлейфы поднимались до 8 км н.у.м.; с 6 июня 2014 г. до 30 ноября 2015 г. продолжалось эксплозивное извержение вулкана Жупановский, пепловые облака поднимались до 6-10 км н.у.м.; весь год наблюдалось эксплозивное извержение вулкана Карымский, пепел поднимался до 4 км н.у.м.; с 15 по 19 февраля 2015 г. наблюдалось эксплозивное извержение вулкана Чикурачки на о. Парамушир Северных Курил, эксплозии поднимали пепел до 7,5 км н.у.м.; с 1 октября до конца 2015 г. отмечалась активизация вулкана Алаид на о. Атласова Северных Курил.

Умеренное эксплозивное извержение вулканского типа вулкана Чикурачки продолжалось с 28 по 31 марта 2016 г. Эксплозии поднимали пепел до 4 км над уровнем моря, пепловые шлейфы протягивались до 600 км преимущественно на юго-восток от вулкана, но также на северо-восток, юг и юго-запад от него. Наибольшая площадь пеплового шлейфа – до 13676 км2 – была отмечена 30 марта. Во время извержения вулкана Чикурачки усилилась эруптивная активность вулкана Алаид, который находится в состоянии слабого эксплозивного извержения с 1 октября 2015 г. до настоящего времени. Пепловые шлейфы от вулкана Алаид протягивались до 60 км с 29 марта по 01 апреля. Для наблюдений за извержениями вулканов были использованы преимущественно спутниковые данные среднего разрешения информационной системы “Мониторинг активности вулканов Камчатки и Курил” (VolSatView).

A moderate Vulcanian type explosive eruption of Chikurachki volcano lasted from 28 till 31 March, 2016. Explosions sent ash up to 4 km above sea level, ash plumes drifted for about 600 km mainly to the southeast from the volcano, but also to the northeast, south and southwest from it. The largest area of the ash plume – up to 13 676 km2 – was detected on 30 March. During the eruption of Chikurachki volcano, the eruptive activity of Alaid volcano, which has been in the state of weak explosive eruption from 01 October 2015 till present, increased,. Ash plumes of Alaid volcano extended for about 60 km from 29 March till 01 April. To observe the eruptions we used mainly satellite images of medium resolution of the information system "Monitoring of volcanic activity in Kamchatka and the Kurile Islands" (VolSatView).

Ресуспендированные пеплы, широко распространенные в районах активного вулканизма, могут быть опасны для экосистем, человека и животных, а также для транспорта, включая малую авиацию. По данным ученых из KVERT, на Камчатке образование шлейфов ресуспендированных пеплов происходит в районе вулкана Шивелуч ежегодно преимущественно с августа до середины октября в течение 1–2 суток. Например, такие шлейфы наблюдались 3 августа 2011 г., 15–16 сентября и 3–4 октября 2015 г., 28–29 сентября и 2–4 октября 2016 г. Плотные пепловые шлейфы высотой от поверхности земли до 3 км н.у.м. и шириной до 16–22 км протягивались на расстояния до 600 км на юго-восток от вулкана. Анализ различных спутниковых данных в информационной системе VolSatView позволил выявить характерные особенности шлейфов ресуспендированных пеплов вулкана Шивелуч: шлейф на расстоянии 60–70 км от вулкана имеет наибольшую концентрацию пепловых частиц; его ширина на суше на протяжении 100 км достигает 16–22 км, а мощность – 1–2 км от поверхности земли; широкий шлейф, насыщенный пепловыми частицами, сохраняется в атмосфере от 3–5 ч до нескольких
суток.

Resuspended ash is common in the areas of active volcanism and can be dangerous for ecosystems, human being and animals, different means of transport including local aviation. According to KVERT scientists data, a formation of resuspended ash plumes on Kamchatka occurs in the area of Sheveluch volcano annually, mainly from August to mid-October within two days. For example, these plumes observed on August, 3, 2011, September, 15–16 and October, 3–4, 2015, September, 28–29 and October, 2–4, 2016. Dense ash plumes rising 3 km above the surface to a.s.l. and 16–22 km in width drifted 600 km to the south-east from the volcano. Analysis of various satellite data in the VolSatView information system revealed typical features of Sheveluch resuspended ash plumes. The largest concentration of ash particles is observed in ash plumes at a distance of 60–70 km from the volcano; its width on the land for over 100 km reaches 16–22 km and is 1–2 km thick from the earth’s surface; a wide ash-rich plume is retained in the atmosphere from 3–5 hours to several days.

Эксплозивные извержения вулканов являются наиболее опасными в мире в связи с высокой энергетикой вулканогенного процесса и их непредсказуемостью. Для обеспечения безопасности населения при извержениях необходимо проведение вулканологами комплексного мониторинга вулканов с использованием данных всех доступных видов наблюдений (дистанционных и наземных инструментальных средств, метеоинформации). Созданная в 2011-2015 гг. совместными усилиями специалистов ИВиС ДВО РАН, ИКИ РАН, ВЦ ДВО РАН и ДВ НИЦ Планета ИС “Дистанционный мониторинг активности вулканов Камчатки и Курил (VolSatView)” ориентирована на непрерывный мониторинг вулканической активности Камчатки и Курил и анализ влияния извержений на окружающую среду.

На Камчатке и Северных Курилах расположено 36 действующих вулканов, ежегодно здесь происходят сильные эксплозивные извержения с выбросом пеплов до 8-15 км над уровнем моря, представляющие реальную угрозу для современной реактивной авиации. Для снижения опасности столкновения самолетов с пепловыми облаками в северной части Тихоокеанского региона, группа KVERT ИВиС ДВО РАН с 2002 г. проводит ежедневный спутниковый мониторинг камчатских вулканов. В 2011-2015 гг. специалистами ИВиС ДВО РАН, ИКИ РАН, ВЦ ДВО РАН и ДЦ НИЦ Планета была создана, введена в эксплуатацию и развивается информационная система "Мониторинг активности вулканов Камчатки и Курил" (VolSatView), позволяющая вулканологам комплексно работать с различными спутниковыми данными, а также метео- и наземной информацией, для непрерывного мониторинга и исследования вулканической активности Курило-Камчатского региона. Таких возможностей как в VolSatView в настоящее время нет ни в одной информационной системе мира, работающей в направлении исследования вулканов. В работе показаны основные возможности применения VolSatView для решения задач оперативного мониторинга и ретроспективного анализа активности вулканов Камчатки и Курил.

Kamchatka and the Kuril Islands are home to 36 active volcanoes with yearly explosive eruptions that eject ash to heights of 8 to 15 km above sea level, posing hazards to jet planes. In order to reduce the risk of planes colliding with ash clouds in the north Pacific, the KVERT team affiliated with the Institute of Volcanology and Seismology of the Far East Branch of the Russian Academy of Sciences (IV&S FEB RAS) has conducted daily satellite-based monitoring of Kamchatka volcanoes since 2002. Specialists at the IV&S FEB RAS, Space Research Institute of the Russian Academy of Sciences (SRI RAS), the Computing Center of the Far East Branch of the Russian Academy of Sciences (CC FEB RAS), and the Far East Planeta Center of Space Hydrometeorology Research (FEPC SHR) have developed, introduced into practice, and were continuing to refine the VolSatView information system for Monitoring of Volcanic Activity in Kamchatka and on the Kuril Islands during the 2011–2015 period. This system enables integrated processing of various satellite data, as well as of weather and land-based information for continuous monitoring and investigation of volcanic activity in the Kuril–Kamchatka region. No other information system worldwide offers the abilities that the Vol-SatView has for studies of volcanoes. This paper shows the main abilities of the application of VolSatView for routine monitoring and retrospective analysis of volcanic activity in Kamchatka and on the Kuril Islands.

Эксплозивные извержения вулканов являются наиболее опасными в мире в связи с высокой энергетикой вулканогенного процесса и их непредсказуемостью. Для обеспечения безопасности населения при извержениях необходимо проведение вулканологами комплексного мониторинга вулканов с использованием данных всех доступных видов наблюдений (дистанционных и наземных инструментальных средств, метеоинформации). В 2011-2015 гг. совместными усилиями специалистов ИВиС ДВО РАН, ИКИ РАН, ВЦ ДВО РАН и ДВ НИЦ «Планета» была создана информационная система “Дистанционный мониторинг активности вулканов Камчатки и Курил (VolSatView)”, ориентированная на непрерывный мониторинг вулканической активности Камчатки и Курил и анализ влияния извержений на окружающую среду. В работе представлено краткое описание ее возможностей для комплексного анализа извержений вулканов Камчатки.

Explosive volcanic eruptions are the most dangerous in the world due to the high energy of volcanic processes and their unpredictability. In order to ensure the population safety during eruptions, volcanologists are necessary to conduct comprehensive monitoring of volcanoes using data from all available types of observations (remote sensing and ground-based tools, meteorological information). In 2011-2015, the joint efforts by experts IVS FEB RAS, SRI RAS, CC FEB RAS and FEC SRC Planet was created the information system "Remote monitoring of active volcanoes of Kamchatka and the Kurile Islands (VolSatView)", focused on the continuous monitoring of volcanic activity of Kamchatka and the Kurile Islands and the analysis of eruptions impact on the environment. The paper provides a brief description of its capabilities for a comprehensive analysis of the Kamchatkan volcanic eruptions.

В настоящее время спутниковые данные интенсивно используются для обнаружения и количественной оценки термальных аномалий на действующих вулканах (Trifonov et al., 2016; Melnikov, Volynets, 2015; Ефремов и др., 2012). Для задач оперативного мониторинга успешно используются данные инструмента MODIS, установленного на борту ИСЗ Terra и Aqua, которые позволяют обнаруживать и проводить количественную оценку вулканической активности в условиях различных геотектонических обстановок (Wright et al., 2004; Coppola et al., 2016). Существуют различные алгоритмы обработки этих данных для обнаружения термальных аномалий. Одним из них является алгоритм глобального мониторинга вулканической активности - MODVOLC (Flynn et al., 2002; Wright et al., 2002). Он основан на поиске высокотемпературных аномалий в 21 (4 мкм) и 32 (12 мкм) каналах MODIS. Для этого рассчитывается нормализованный тепловой индекс (НТИ), как соотношение между разницей и суммой указанных яркостей. Порогом обнаружения термальных аномалий является значение НТИ=> -0.8 для ночных снимков MODIS.
В Институте вулканологии и сейсмологии ДВО РАН в 2015 году установлена приёмная станция УниСкан-36 (Сканэкс), которая позволяет производить приём и обработку спутниковых данных MODIS (от 4 до 8 снимков в сутки) в режиме реального времени. Авторами реализован алгоритм автоматической обработки снимков MODIS для обнаружения и количественной оценки термальных аномалий для действующих вулканов Камчатки и Курильских островов. Алгоритм позволяет: 1) для каждого действующего вулкана производится автоматический поиск тепловых аномалий на основе НТИ, 2) для каждого пикселя тепловых аномалий, имеющих пороговое значение НТИ=> -0.8 определяется мощность излучения (Wooster et al., 2003), 3) согласно определённой мощности излучения оценивается мгновенный расход лавы согласно методу D.Coppola (Coppola et al., 2013). Данные по зафиксированной максимальной, минимальной, фоновой температуре, количеству пикселей тепловых аномалий по каждому вулкану заносятся в базу данных.
Согласно описанному алгоритму, производится оперативный мониторинг извержения Ключевского вулкана, начавшегося в апреле 2016 года. Применение алгоритма позволило отметить начало извержения в виде стромболианской активности в кратере вулкана. Для этого периода характерна средняя мощность излучения 30-50 МВатт и расход лавы 0,6 м3/сек. 23 апреля произошло мощное эксплозивное событие, которое привело к частичному разрушению привершинной области восточного склона вулкана (верхняя часть Апахончичского желоба). По спутниковым снимкам 24-27 апреля было зафиксировано резкое увеличение мощности излучения до 500 МВатт и расхода лавы 5 м3/сек, что свидетельствовало о начале излияния лавового потока по восточному склону вулкана. Интенсивность излияния лавовых потоков начала повышаться с начала июня 2016 года, достигнув максимальных значений мощности излучения в 1500-1800 МВатт в июле-сентябре, средний расход лавы составил 4-6 м3/сек, при максимальных значениях 15-20 м3/сек. На сегодняшний день 30 сентября, извержение Ключевского вулкана продолжается, предварительный объём эффузивного материала составляет 0,05 км3 (±50%).
Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (проект № 16-17-00042).

В связи с тем, что анализ распространения пепловых облаков и шлейфов от вулканов является сложной междисциплинарной задачей, реализация необходимых методов и технологий исключительно на одной платформе представляется крайне затруднительной. Более эффективным является подход, связанный с организацией взаимодействия между уже действующими информационными системами (ИС) и сервисами, на базе которых развиты необходимые научные компетенции, сформированы архивы специализированных данных и выстроена соответствующая вспомогательная программно-аппаратная инфраструктура. На основе указанного подхода с использованием ресурсов автоматизированной ИС «Сигнал», ИС VOKKIA и ИС VolSatView реализована интегрированная программная платформа, обеспечивающая возможность компьютерного моделирования распространения пепловых облаков и шлейфов от вулканов Камчатки, а также проведение совместного анализа полученных результатов расчетов со спутниковой информацией.
В статье дается описание этой платформы, а также рассматриваются архитектура взаимодействия специализированных прикладных информационных систем, средства и технологии, используемые для проведения компьютерного моделирования, обмена научными данными и работы с ними. Приведены примеры созданных пользовательских интерфейсов для постановки вычислительных задач и проведения совместного анализа результатов расчетов и данных, полученных методами дистанционного зондирования Земли из космоса.

Analysis of the spread of ash clouds and plumes from volcano eruptions is a complex interdisciplinary task, hence implementation of the necessary methods and technologies exclusively on a single platform is extremely difficult. A more efficient approach is associated with the organization of interaction between already existing information systems and services developed on the basis of particular scientific competence and specialized data archives formed and built in the corresponding supporting software and hardware infrastructure. Based on this approach, a software platform was implemented integrating three information systems: Signal, VOKKIA and VolSatView. The platform provides computer modeling of ash clouds and plumes from the volcanoes of Kamchatka, and joint analysis of modeling calculation results with remote sensing data. The paper describes the platform, and the architecture of interaction of specialized applications and information systems, tools and technologies used for computer modeling, exchange of scientific data and working with them. The article includes examples of user interfaces for setting computing tasks and conduct joint analysis of modeling results using the data obtained by remote sensing of the Earth from space.

There are 30 active volcanoes in the Kamchatka, and several of them are continuously active. In 2014-2015, four of the Kamchatkan volcanoes (Sheveluch, Klyuchevskoy, Karymsky and Zhupanovsky) had strong and moderate explosive eruptions.
Strong explosive eruption of volcanoes is the most dangerous for aircraft because in a few hours or days in the atmosphere and the stratosphere can produce about several cubic kilometers of volcanic ash and aerosols. Ash plumes and the clouds, depending on the power of the eruption, the strength and wind speed, can travel thousands of kilometers from the volcano for several days, remaining hazardous to aircraft, as the melting temperature of small particles of ash below the operating temperature of jet engines.
Annual Kamchatkan strong explosive eruptions with ash emissions by 8-15 km above sea level represent a real threat to modern jet aviation. To reduce the risk of aircraft encounters with volcanic ash clouds in the North Pacific region, since 2002, KVERT IVS FEB RAS conduct a daily satellite monitoring of 30 Kamchatkan volcanoes and visual and video monitoring of Klyuchevskoy, Sheveluch, Bezymianny, Koryaksky, Avachinsky, Mutnovsky and Gorely volcanoes. KVERT analyses seismic data for 9 volcanoes (Klyuchevskoy, Sheveluch, Bezymianny, Tolbachik, Kizimen, Karymsky, Koryaksky, Avachinsky and Gorely) from the Kamchatkan Branch of Geophysical Survey RAS.
KVERT send Volcano Observatory Notice for Aviation (VONA) by email to Airport Meteorological Center (AMC) at Yelizovo Airport; and the Tokyo Volcanic Ash Advisory Centers (VAAC), the Anchorage VAAC, the Washington VAAC, the Montreal VAAC, and the Darwin VAAC; aviation services, and scientists located throughout the North Pacific region. VONA/KVERT Releases are posted on the web site: http://www.kscnet.ru/ivs/kvert/
Since 2011, experts from IVS FEB RAS, Space Research Institute RAS, Computing Center FEB RAS and the Far Eastern Planeta Research Center have operated the information system “Monitoring of Volcanoes Activity in Kamchatka and the Kuriles” (VolSatView; http://volcanoes.smislab.ru) that uses all available satellite data (operative and long-term archive data), weather and on-ground observations, the results of computational modeling of ash clouds and plumes trajectories to ensure continues monitoring and study of volcanic activity in Kamchatka and the Kuriles.

Во время полевых работ были исследованы базальты вулкана Ключевской и их магнитные свойства: лавы прорывов Юбилейный (кратера им. Ф.Ю. Левинсона-Лессинга и конуса им. А.Н. Заварицкого), Апахончич, им. В.И. Крыжановского, а также древнего потока. По химическому и петрографическому составу изученные породы относятся к глиноземистым базальтам, значения магнитной восприимчивости базальтов лавовых потоков конуса Заварицкого и Апахончича несколько повышены относительно других пород.

Вулкан Ключевской — один из самых молодых и активных вулканов Камчатки. Имеются достоверные сведения о 48 эксплозивных и эксплозивно-эффузивных его извержениях (http://www.kscnet.ru/ivs/kvert/volc.php?name=Klyuchevskoy&lang=en). Каждое эруптивное событие уникально (характер извержения, его продолжительность, изменение состава ювенильного вещества в течение извержения и т. д.) и да¼т новые данные о вулкане и эволюции его магматической системы. В работе показан ход извержения вулкана в 2015 г., привед¼н состав его вещества.

Созданная в 2010 г. совместными усилиями специалистов ИВиС ДВО РАН, ИКИ РАН, ВЦ ДВО РАН и ДЦ ФГУП НИЦ Планета информационная система «Мониторинг активности вулканов Камчатки и Курил» (VolSatView, http://volcanoes.smislab.ru), продолжает развиваться и сегодня позволяет работать с различными спутниковыми данными среднего и высокого разрешения, метео- и инструментальной информацией наземных сетей наблюдений, проводить совместный анализ различных данных.

На Камчатке ежегодно от трех до восьми вулканов находятся в состоянии извержения или активизации. Для оценки динамики активности вулканов с течением времени и возможной их будущей опасности для населения необходимо комплексное изучение каждого извержения вулкана – от последовательности событий до оценки геологического эффекта, который включает детальное исследование вулканогенных продуктов. В 2010 г. совместными усилиями специалистов ИВиС ДВО РАН, ИКИ РАН, ВЦ ДВО РАН и ДЦ ФГУП НИЦ Планета создана и развивается информационная система «Мониторинг активности вулканов Камчатки и Курил» (VolSatView, http://volcanoes.smislab.ru), позволяющая работать с различными спутниковыми данными среднего и высокого разрешения, метео- и инструментальной информацией наземных сетей наблюдений, проводить совместный анализ различных данных. В настоящее время в VolSatView имеется развитый инструментарий для анализа гиперспектральных данных, который можно применять для решения различных задач исследования активности вулканов. В работе приводятся примеры применения VolSatView для изучения продуктов извержений Северной группы вулканов Камчатки (пирокластических и лавовых образований) по данным гиперспектральных спутниковых наблюдений. Выяснено, что при изучении спектральных характеристик пирокластических пород андезитового состава более показательной является спектральная отражательная способность, при изучении свежих горячих лавовых потоков – спектральная яркость. Базальтовые и андезидацитовые лавы отличаются по спектральным параметрам, например, по конфигурации профилей спектральной яркости и их величинам.

Annually in Kamchatka from three to eight volcanoes are in eruptions or in a state of unrest. Multidisciplinary study of each eruption encompassing the history and evaluation of geological effect with the detailed examination of volcanogenic products is needed to assess the dynamics of volcanic activity and hazard to population. The combined efforts of experts from IVS FEB RAS, IKI RAS, CC FEB RAS and FEC FSI RCSH “Planeta” led to the development of the information system called Monitoring of Activity of Kamchatkan Volcanoes (VolSatView, http://volcanoes.smislab.ru). The system allows working with various satellite data of mid to high resolution, meteorological and instrumental information from on-ground observation networks and to conduct combined analyses of diverse data. Currently, the VolSatView features an advanced instrumental base for the analyses of hyperspectral data that could be applied for the examination of volcanic activity. This paper illustrates application of the VolSatView in studying eruptive products of the Northern group of Kamchatka volcanoes (ex. pyroclastic and lava formations) based on hyperspectral satellite data. It is found that spectral reflectivity is indicative of pyroclastic rocks of andesitic composition, whereas spectral brightness is more informative in examination of fresh hot lava. Basaltic and andesitic lavas differ in spectral parameters, for example, in profile configurations of spectral brightness and their values.

An explosive eruption of Young Shiveluch Volcano occurred on September 22, 2005, discharging a pyroclastic flow about 20 km long in the Baidarnaya River valley and an ashfall in the area of the Northern group of volcanoes.

In March 2013, the Kamchatkan Volcanic Eruption Response Team (KVERT) celebrated the 20th anniversary of its activity. This team, which was created by the joint efforts of Russian and American scientists, analyzes on a daily basis the data supplied by the complex (seismic, video, visual, and satellite) monitoring system of volcanoes of Kamchatka and the Northern Kuril Islands to notify airline companies and all interested organizations about potential hazards.

The Alaska Volcano Observatory (AVO) responded to eruptions, possible eruptions, volcanic unrest, and reports of unusual activity at or near eight separate volcanic centers in Alaska during 2009. The year was highlighted by the eruption of Redoubt Volcano, one of three active volcanoes on the western side of Cook Inlet and near south-central Alaska's population and commerce centers, which comprise about 62 percent of the State's population of 710,213 (2010 census). AVO staff also participated in hazard communication and monitoring of multiple eruptions at ten volcanoes in Russia as part of its collaborative role in the Kamchatka and Sakhalin Volcanic Eruption Response Teams.

The Alaska Volcano Observatory (AVO) responded to eruptions, possible eruptions, volcanic unrest or suspected unrest at 12 volcanic centers in Alaska during 2010. The most notable volcanic activity consisted of intermittent ash emissions from long-active Cleveland volcano in the Aleutian Islands. AVO staff also participated in hazard communication regarding eruptions or unrest at seven volcanoes in Russia as part of an ongoing collaborative role in the Kamchatka and Sakhalin Volcanic Eruption Response Teams.

В 2013 г. в состоянии извержения находились шесть вулканов Камчатки (Шивелуч, Ключевской, Толбачик, Кизимен, Карымский, Жупановский). Кроме этого, эксплозивное событие произошло на вулкане Мутновский, наблюдалась повышенная фумарольная активность вулканов Авачинский, Безымянный, Горелый и Мутновский.

Вулкан Ключевской - самый высокий действующий вулкан Евразии и один из наиболее активных и продуктивных вулканов мира. Например, за последние 20 лет (1993-2013 гг.) произошло 12 извержений Ключевского: с 15 марта 1993 г. по 2 октября 1994 г.; с февраля по апрель 1995 г.; с января по сентябрь 1997 г.; с февраля по сентябрь 1998 г.; с мая по декабрь1999 г.; с 22 марта 2003 г. по 3 марта 2004 г.; с 10 января по 3 апреля 2005 г.; с 15 февраля по 26 июля 2007 г.; с 16 октября 2008 г. по 29 января 2009 г.; с 18 сентября 2009 г. по 4 ноября 2010 г.; с 1 сентября 2012 г. по 10 января 2013 г.; с 15 августа по 15 декабря 2013 г. [1].

22 сентября 2005 г. произошло эксплозивное извержение вулкана Молодой Шивелуч, в результате которого в долине р. Байдарная был сформирован пирокластический поток длиной около 20 км, в районе Северной группы вулканов прошел пеплопад.

An explosive eruption of Young Shiveluch Volcano occurred on September 22, 2005, discharging a pyroclastic flow about 20 km long in the Baidarnaya River valley and an ashfall in the area of the Northern cluster of volcanoes.

В марте 2013 г. исполнилось 20 лет с начала деятельности Камчатской группы реагирования на вулканические извержения (KVERT – Kamchatkan Volcanic Eruption Response Team). Группа, созданная коллективными усилиями российских и американских ученых, ведет ежедневный анализ данных, полученных с помощью комплексного (сейсмического, видео-, визуального и спутникового) мониторинга вулканов Камчатки и Северных Курил с целью предупреждения авиакомпаний и всех заинтересованных организаций о возникающей опасности.

На Камчатке ежегодно происходят сильные эксплозивные извержения с выбросом пеплов на 8-15 км над уровнем моря, которые представляют реальную угрозу для современной реактивной авиации. Для снижения опасности столкновения самолетов с пепловыми облаками в северной части Тихоокеанского региона, группа KVERT ИВиС ДВО РАН проводит ежедневный спутниковый мониторинг камчатских вулканов. В 2011 году специалистами ИВиС ДВО РАН, ИКИ РАН, ВЦ ДВО РАН и ДЦ НИЦ "Планета" был создан и введен в опытную эксплуатацию информационный сервис "Мониторинг активности вулканов Камчатки и Курил" (VolSatView), позволяющий работать с различными спутниковыми данными, в том числе и гиперспектральными, а также метеои наземной информацией, для обеспечения вулканологам возможности непрерывного мониторинга и исследования вулканической активности Камчатки и Курил. В работе приводятся примеры использования в VolSatView данных гиперспектральных спутниковых наблюдений для анализа различных вулканических процессов.

Annual Kamchatkan strong explosive eruptions with ash emissions of 8–15 km above the sea level represent a real threat to modern jet aviation. To reduce the risk of aircraft encounters with volcanic ash clouds in the North Pacific region, the KVERT team of the Institute of Volcanology and Seismology of Far Eastern Branch RAS (IVS FEB RAS) conducts daily satellite monitoring of Kamchatkan volcanoes. In 2011, experts of IVS FEB RAS, Space Research Institute RAS, Computing Center of Far Eastern Branch RAS and Far Eastern Center of “Planeta" Research Center for Space Hydrometeorology created and put into trial operation an information service "Monitoring of volcanic activity of Kamchatka and the Kurile Islands" (VolSatView). This service allows working with different satellite data, including hyperspectral data, as well as meteorological and ground information. VolSatView will be able to provide volcanologists with the possibility of continuous monitoring and study of volcanic activity in Kamchatka and the Kurile Islands. The paper presents examples of hyperspectral satellite data use in the VolSatView environment to analyze different volcanic processes.

Bezymianny Volcano is one of the most active volcanoes in the world. In 1955, for the first time in history, Bezymianny started to erupt and after six months produced a catastrophic eruption with a total volume of eruptive products of more than 3 km3. Following explosive eruption, a lava dome began to grow in the resulting caldera. Lava dome growth continued intermittently for the next 57 years and continues today. During this extended period of lava dome growth, 44 Vulcanian-type strong explosive eruptions occurred between 1965 and 2012. This paper presents a summary of activity at Bezymianny Volcano from 1956 to 2010 with a focus on descriptive details for each event.

Во время полевых работ были исследованы базальты Толбачинского дола и их магнитные свойства. По химическому и петрофизическому составу породы Толбачинского дола относятся к магнезиальным (например, прорывов 1941 г. и 1975 г.) и глиноземистым базальтам (например, конуса Клешня, даек и поля Магуськина). Выяснено, что для пород Толбачинского дола величина магнитной восприимчивости глиноземистых базальтов ниже, чем магнезиальных.

В докладе на примере спутникового сервиса VolSatView показываются возможности информационной системы, созданной для оперативного обеспечения данными дистанционного зондирования работ по мониторингу вулканической активности на Камчатке и Курилах. В работе описана архитектура такой системы, а также текущие возможности и перспективы её развития. На примере сервиса VolSatView описываются инструменты доступа к оперативной спутниковой информации, а также удобные инструменты для анализа такой информации.

В работе рассматриваются вопросы создания информационной системы коллективного пользования данными космического дистанционного зондирования Земли для проведения научной, образовательной и инновационной деятельности в области исследования и контроля состояния окружающей среды на Дальнем Востоке России. Формулируются основные цели и задачи создаваемой системы, а также описываются предпосылки, технологические возможности и информационная инфраструктура, которые легли в ее основу. Представлен перечень существующих сервисов и предполагаемые направления использования и развития системы.

Creation of a shared information system to use remote sensing data for research, education and innovation in the field of environmental research and monitoring in the Far East of Russia is considered. Discussed are the main goals and objectives of the system being created, the prerequisites, technological capabilities and information infrastructure which formed the basis for the system. The article presents the main features currently implemented in the system, and the possible ways of future use and developing the system.

В докладе представлено описание автоматизированной информационной системы “Сигнал”, предназначенной для обеспечения работы инструментальных сетей наблюдений ДВО РАН и совместного анализа научных данных в области мониторинга опасных природных процессов и явлений на территории Дальнего Востока России.

Kamchatka is one of the most active volcanic regions on the planet. Large explosive volcanic eruptions, in which the ash elevates up to 8–15 km above sea level, occur here every 1.5 years. Study of eruptions precursors in order to reduce a volcanic risk for the population is an urgent problem of Volcanology. The available precursor of strong explosive eruptions of volcanoes, identified from satellite data (thermal anomaly), as well as examples of successful prediction of eruptions using this precursor, are represented in this paper.

This paper presents results from a study of lava flows that were discharged by Bezymyannyi Volcano at different times, from old (about 3500 years ago) to recent ones (1985–1989). We provide detailed descriptions of the composition, structure, and petrophysical properties for the main types of constituent rocks, which are andesites and basaltic andesites. It was found that porosity is the leading factor that controls rock properties, while the effects of structural and mineralogical features are less prominent. We demonstrate the variation in the properties of rocks that compose the lava flows in relation to their ages: the older a rock is, the higher its density and strength and the lower its porosity is.

Камчатка – один из наиболее активных районов нашей планеты. Сильные эксплозивные извержения вулканов, при которых пеплы поднимаются на высоту 8–15 км над уровнем моря, происходят
здесь каждые полтора года. Исследование предвестников извержений вулканов для предупреждения и оценки будущей вулканической опасности – актуальная фундаментальная проблема вулканологии. Рассмотрен предвестник сильных эксплозивных извержений вулканов, выявленный по спутниковым данным (термальные аномалии), а также примеры успешной реализации прогнозов извержений на основе этого предвестника.

Для получения общих представлений о движении пирокластических потоков по желобам у подножия лавовых куполов андезитовых вулканов была создана оригинальная установка для моделирования движения пирокластического потока и проведены серии экспериментов с псевдожидкостью как с моделью такого потока. Показано, что движение псевдожидкости имеет волнообразный (неразвитый турбулентный) характер. Обосновано, что именно такое движение пирокластических потоков обусловливает особенности строения желобов у подножия лавовых куполов вулканов – волнообразность их стенок и каскадность дна.

For a general representation about the movement of pyroclastic flows in chutes at the foot of lava domes on andesitic volcanoes we constructed of a pioneering facility for simulation of pyroclastic flows. In our series of experiments we used pseudo-fluid as a model for that sort of flow. The results of this study show that the motion of pseudo-fluid has a wave-like (undeveloped turbulent) nature. Likely it is a turbulent movement of pyroclastic flows that determines the structural features of chutes at the foot of the volcano lava domes – their wave-like walls and cascade-like bottom.

В настоящей работе обсуждаются возможности создания информационной системы, ориентированные на оперативное обеспечение данными дистанционного зондирования работ по мониторингу вулканической активности на Камчатке и Курилах. В работе приведен краткий анализ опыта использования спутниковых методов для мониторинга вулканов, накопленного в последние десятилетия. Проанализированы имеющиеся в настоящее время технические и технологические возможности, которые могут лечь в основу создаваемой системы. Описана архитектура системы, текущие возможности ее действующего прототипа и перспективы развития. Приводятся примеры информационных продуктов, формируемых системой

Представлены результаты исследования лавовых потоков вулкана Безымянный различного возраста - от древних (около 3500 лет назад) до современных (1985-1989 гг.). Приводится подробная характеристика состава, строения и петрофизических свойств основных типов слагающих их пород - андезитов и андезибазальтов. Установлено, что главным фактором, определяющим свойства пород, является их пористость; влияние структурно-минералогических особенностей проявляется в меньшей степени. Показана динамика изменения свойств пород лавовых потоков в зависимости от их возраста: чем древнее породы, тем выше показатели их плотности и прочности и ниже значения пористости.

Описывается технология разработки, структура и содержание информационной системы «Вулканы Курило-Камчатской островной дуги», предназначенной для интеграции широкого комплекса вулканологических данных по вулканам Камчатки, Курильских островов и омывающих морей в единую информационную среду, доступную в сети Интернет.

The article describes technology development, structure and content of an information system “Volcanoes of the Kurile-Kamchatka island arc” which will allow integration of wide range of volcanological data on volcanoes in Kamchatka, Kurile Islands and adjacent seas into a single information environment available for Internet users.

Описывается назначение, структура и содержание разрабатываемой в Институте вулканологии и сейсмологии ДВО РАН информационной системы «Вулканы Курило-Камчатской островной дуги». Система позволяет интегрировать широкий комплекс данных по вулканам Камчатки, Курильских островов и омывающих морей в единую информационную среду, доступную мировому научному сообществу и широкому кругу пользователей Интернет.

The article describes purpose, structure and content of an information system «Volcanoes of the KurileKamchatka island arc» which is being developed in the Institute of Volcanology and Seismology FEB RAS. The system will allow integration of wide range of data on volcanoes in Kamchatka, Kurile Islands and adjacent seas into a single information environment available for the world scientific community and for Internet users.

Рассмотрены основные типы пирокластических пород, формирующихся при эксплозивных извержениях андезитовых вулканов. Показано, что их генезис обусловлен конвективной гравитационной дифференциацией пирокластической массы, движущейся по склону вулкана в процессе извержения.

The main types of pyroclastic rocks formed during explosive eruptions of andesitic volcanoes are presented in this work. It is shown that their genesis is due to convective gravitational differentiation of pyroclastic masses moving along slope of volcano during explosive eruption.

Seismic activity at Koryaksky volcano has started to increase since March 2008. A fumarole on the western flank of the volcano was observed in late October. On 22 December the satellite images revealed first ash plumes drifted NE for 200 km. The increased activity of the volcano was registered in March-April and August 2009. For these periods volcano has produced numerous gas plumes with various amount of ash drifted primarily E and W for 600 km.

Рассматривается очень сильное извержение влк. Пик Сарычева (о-в Матуа, центральные Курилы) в июне 2009 г. По дистанционным данным (фото из космоса) и наземным наблюдениям, проведенным летом 2009 г., описывается характер извержения и его катастрофическое воздействие на природу острова (на примере растительности).

Very powerful eruption of Sarychev Peak volcano (Matua Isl., the Central Kuriles) in June 2009 is examined in the paper. Nature of the eruption and its catastrophic impact on the island ecosystem (using vegetation as an example) are described based on remote sensing data (photos from the space) and ground observations, carried out in summer of 2009.

Eight strong eruptions of four Kamchatka volcanoes (Bezymyannyi, Klyuchevskoi, Shiveluch, and Karymskii) and Chikurachki Volcano on Paramushir Island, North Kurils took place in 2007. In addition, an explosive event occurred on Mutnovskii Volcano and increased fumarole activity was recorded on Avacha and Gorelyi volcanoes in Kamchatka and Ebeko Volcano on Paramushir Island, North Kurils. Thanks to close cooperation with colleagues involved in the Kamchatkan Volcanic Eruption Response Team (KVERT) project from the Elizovo Airport Meteorological Center and volcanic ash advisory centers in Tokyo, Anchorage, and Washington (Tokyo VAAC, Anchorage VAAC, and Washington VAAC), all necessary precautions were taken for flight safety near Kamchatka.

More than 65 potentially active volcanoes on the Kamchatka Peninsula and the Kurile Islands pose a substantial threat to aircraft on the Northern Pacific (NOPAC), Russian Trans-East (RTE), and Pacific Organized Track System (PACOTS) air routes. The Kamchatka Volcanic Eruption Response Team (KVERT) monitors and reports on volcanic hazards to aviation for Kamchatka and the north Kuriles. KVERT scientists utilize real-time seismic data, daily satellite views of the region, real-time video, and pilot and field reports of activity to track and alert the aviation industry of hazardous activity. Most Kurile Island volcanoes are monitored by the Sakhalin Volcanic Eruption Response Team (SVERT) based in Yuzhno-Sakhalinsk. SVERT uses daily moderate resolution imaging spectroradiometer (MODIS) satellite images to look for volcanic activity along this 1,250-km chain of islands. Neither operation is staffed 24 h per day. In addition, the vast majority of Russian volcanoes are not monitored seismically in real-time. Other challenges include multiple time-zones and language differences that hamper communication among volcanologists and meteorologists in the US, Japan, and Russia who share the responsibility to issue official warnings. Rapid, consistent verification of explosive eruptions and determination of cloud heights remain significant technical challenges. Despite these difficulties, in more than a decade of frequent eruptive activity in Kamchatka and the northern Kuriles, no damaging encounters with volcanic ash from Russian eruptions have been recorded.

В 2007 г. произошло восемь сильных извержений четырех вулканов Камчатки (Безымянный, Ключевской, Шивелуч, Карымский) и вулкана Чикурачки о. Парамушир Северных Курил. Кроме этого, эксплозивное событие было зарегистрировано на вулкане Мутновский, в состоянии повышенной фумарольной активности находились вулканы Авачинский и Горелый на Камчатке и вулкан Эбеко на о-ве Парамушир Северных Курил. Благодаря тесному сотрудничеству коллег проекта Kamchatkan Volcanic Eruption Response Team (KVERT), метеорологического центра аэропорта Елизово, консультационных центров по вулканическим пеплам в гг. Токио, Анкоридж и Вашингтон (Tokyo VAAC, Anchorage VAAC and Washington VAAC) все необходимые меры для безопасности авиаполетов вблизи Камчатки были приняты.

An explosive eruption occurred at Bezymianny Volcano (Kamchatka Peninsula, Russia) on 24 December 2006 at 09:17 (UTC). Seismicity
increased three weeks prior to the large eruption, which produced a 12–15 km above sea level (ASL) ash column. We present field observations from 27 December 2006 and 2 March 2007, combined with satellite data collected from 8 October 2006 to 11 April 2007 by the Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer (ASTER), as part of the instrument's rapid-response program to volcanic eruptions. Pixel-integrated brightness temperatures were calculated from both ASTER 90 m/pixel thermal infrared (TIR) data as well as 30 m/pixel shortwave infrared (SWIR) data. Four days prior to the eruption, the maximum TIR temperature was 45 °C above the average background temperature (−33 °C) at the dome, which we interpret was a precursory signal, and had dropped to 8 °C above background by 18 March 2007. On 20 December 2006, there was also a clear thermal signal in the SWIR data of 128 °C using ASTER Band 7 (2.26 μm). The maximum SWIR temperature was 181 °C on the lava dome on 4 January 2007, decreasing below the detection limit of the SWIR data by 11 April 2007. On 4 January 2007 a hot linear feature was observed at the dome in the SWIR data, which produced a maximum temperature of 700 °C for the hot fraction of the pixel using the dual band technique. This suggests that magmatic temperatures were present at the dome at this time, consistent with the emplacement of a new lava lobe following the eruption. The eruption also produced a large, 6.5 km long by up to 425 m wide pyroclastic flow (PF) deposit that was channelled into a valley to the south–southeast. The PF deposit cooled over the following three months but remained elevated above the average background temperature. A second field investigation in March 2007 revealed a still-warm PF deposit that contained fumaroles. It was also observed that the upper dome morphology had changed in the past year, with a new lava lobe having in-filled the crater that formed following the 9 May 2006 eruption. These data provide further information on effusive and explosive activity at Bezymianny using quantitative remote sensing data and reinforced by field observations to assist in pre-eruption detection as well as post-eruption monitoring.

Kamchatkan Volcanic Eruption Response Team (KVERT), created in 1993 through a cooperative effort of Russian and U.S.A. scientists, analyses the data of monitoring of Kamchatkan and Northern Kurile volcanoes to provide warnings and rapid reporting eruptions. Scientists of KVERT work closely with Alaska Volcano Observatory, Airport Meteorological Center at Yelizovo Airport, the Tokyo Volcanic Ash Advisory Center (VAAC), Anchorage VAAC, Washington VAAC and the others to release timely eruption warnings.

После сильного эксплозивно-эффузивного извержения вулкана Чикурачки в 1986 г. его эруптивная активность возобновилась в 2002 г. В 2002-2007 гг. произошло пять умеренных эксплозивных извержений вулкана: в 2002, 2003, 2005 и два в 2007 гг. Наиболее продолжительное извержение наблюдалось в 2002 г., наиболее сильное – в 2003 г. В течение рассматриваемого периода пепловая колонна поднималась до 6 км над уровнем моря и пепловые шлейфы протягивались на расстояния до 700 км от вулкана (2003 г.). С 2002 г. сотрудники Камчатской группы реагирования на вулканические извержения проводят непрерывный спутниковый и эпизодический визуальный мониторинг вулкана, фиксируя, по возможности, любые изменения его активности.

In 2005, six major eruptions of four Kamchatka volcanoes (Bezymyannyi, Klyuchevskoy, Shiveluch, and Karymskii) occurred and the Avachinskii, Mutnovskii, and Gorelyi Kamchatka volcanoes and the Ebeko and Chikurachki volcanoes in northern Kurils were in a state of increased activity. Owing to a close collaboration between the KVERT project, Elizovo airport meteorological center, and volcanic ash advisory centers in Tokyo, Anchorage, and Washington (Tokyo, Anchorage, and Washington VAACs), all necessary measures for safe airplane flights near Kamchatka were taken and fatal accidents related to volcanic activity did not occur.

В 2005 г. произошло шесть сильных извержений на четырех вулканах Камчатки (Безымянный, Ключевской, Шивелуч, Карымский), в состоянии повышенной активности находились вулканы Авачинский, Мутновский и Горелый на Камчатке и вулканы Эбеко и Чикурачки на Северных Курильских островах. Благодаря тесному сотрудничеству коллег проекта KVERT, метеорологического центра аэропорта Елизово, консультационных центров по вулканическим пеплам в городах Токио, Анкоридж и Вашингтон (Tokyo VAAC, Anchorage VAAC and Washington VAAC) все необходимые меры для безопасности авиаполетов вблизи Камчатки были приняты; фатальных происшествий, связанных с эксплозивной активностью вулканов, не произошло.

Пароксизмальное извержение вулкана Молодой Шивелуч произошло 9 мая 2004 г. В результате серии эксплозий пепловая колонна поднялась до 8-11 км над уровнем моря, пепловый шлейф протянулся в направлении на восток-юго-восток от вулкана до п. Усть-Камчатск и о. Беринга. На южном склоне вулкана образовались отложения двух пирокластических потоков и пирокластических волн. Общий объем пирокластических отложений извержения составил ~ 0.06 км3. Формирование пирокластических потоков вызвало интенсивное таяние снега на южном склоне вулкана. Образовавшийся грязевой поток прошел по р. Бекеш около 30 км, повредил дамбу и полотно дороги п. Ключи – п. Усть-Камчатск.

Сильное эксплозивное извержение вулкана Молодой Шивелуч произошло 27 февраля 2005 г. В результате этого события пеплы из эруптивной тучи отложились на полуострове Камчатка на площади около 25000 км2, часть их выпала над Охотским морем; пирокластический поток пятью рукавами протянулся на 25 км от купола вулкана, прошли небольшие грязевые потоки. Высота лавового купола Новый уменьшилась примерно на 130 м.

A large explosive eruption of Young Shiveluch Volcano took place on February 27,2005. The event gave rise to an eruption cloud depositing ash over an area of about 25000 km2 in Kamchatka, part of the ash falling in the Sea of Okhotsk: a pyroclastic flow was extending in five branches for 25 km from the volcanic dome, minor mud flows were recorded. The Novyi lava dome decreased in height by about 130 m.

В 2006 г. в рамках проекта KVERT, главной задачей которого является снижение вулканической опасности для авиации в северной части Тихого океана, проводились наблюдения за действующими вулканами Камчатки и островов Атласова и Парамушир Северных Курил. В 2006 г. три вулкана Камчатки представляли опасность для авиаперевозок. На вулкане Карымский в течение года продолжалось умеренное эксплозивное извержение, начавшееся 1 января 1996 г. На вулкане Безымянный 9 мая и 24 декабря произошли сильные пароксизмальные извержения с подъемом эруптивных колонн до 15 км над уровнем моря. На вулкане Шивелуч с 4 декабря начали происходить отдельные пепловые выбросы на высоту до 10 км над уровнем моря, а 27 декабря в течение суток непрерывно наблюдалась эксплозивная активность вулкана с подъемом пепловых облаков до 4-6 км над уровнем моря. На вулкане Ключевской в декабре отмечались некоторое повышение сейсмической активности и слабая термальная аномалия. На вулканах Авачинский, Мутновский (Камчатка) и Эбеко (о. Парамушир, Северные Курилы) наблюдалась повышенная фумарольная деятельность.

Благодаря тесному сотрудничеству исследователей Аляскинской вулканологической обсерватории, США, Института вулканической геологии и геохимии ДВО РАН и Камчатской опытно-методической сейсмологической партии ГС РАН в рамках программы обеспечения безопасности авиаполетов (KVERT), извержение вулкана Безымянный было предсказано. Все заинтересованные организации были оповещены об этом заранее. Описаны процессы подготовки и развития эксплозивного извержения вулкана, а также его продукты. Эксплозивная фаза извержения продолжалась один день, эффузивная - около месяца. В результате извержения были сформированы пеплово-глыбовый пирокластический поток типа мерапи на склоне вулкана и вязкий лавовый поток на склоне его купола. Показатель вулканической эксплозивности извержения примерно равен 2.

Close cooperation between researchers at the Alaska Volcano Observatory, USA, the Institute of Volcanic Ge-ology and Geochemistry, Far East Division, Russian Academy of Sciences, and the Kamchatkan Experimental and Methodical Seismological Department, Geophysical Service, Russian Academy of Sciences within the framework of the aviation flight safety program carried out by KVERT (the Kamchatkan Volcanic Eruption Response Team) resulted in a successful forecast of the Bezymianny eruption, all organizations concerned be-ing warned before the event. We describe the precursory phase and evolution of this explosive eruption, as well as its products. The explosive phase lasted one day, the effusive one during about a month. The eruption pro-duced a block and ash pyroclastic flow of merapi type on the volcano's slope and a viscous lava flow on the slope of its dome. The Volcanic Explosivity Index (VEI) is about 2.

In 1998 the Alaska Volcano Observatory responded to eruptive activity or suspect volcanic activity at 7 volcanic centers--Shrub mud, Augustine, Becharof Lake area, Chiginagak, Shishaldin, Akutan, and Korovin.

In addition to responding to eruptive activity at Alaska volcanoes, AVO also disseminated information for the Kamchatkan Volcanic Eruption Response Team about the 1998 activity of 4 Russian volcanoes-Sheveluch, Klyuchevskoy, Bezymianny, and Karymsky.

Показаны современное состояние и актуальность изучения пирокластических отложений андезитовых вулканов; характерные особенности и критерии диагностики каждого из генетических типов отложений.

In this paper demonstrate the recent condition and the topication of the pyroclastic deposits of andesitic volcanoes study. Also here are the description of the characteristics features and the diagnostical criterions of the genetic types of the deposits.

This study revealed that the giant cirque of Bakening Volcano had been produced by its eruption ca. 8000-8500 carbon-14 year ago. The eruption is supposed to have been heralded by a large earthquake (M > 7) resulting in the collapse and slide of the SE sector of the cone. The landslide unroofed the hydrothermal system and triggered an explosion which was followed by an ash-and-block pyroclastic flow. A rockslide avalanche rolled down into the valley of the Srednyaya Avacha River and travelled as far as 10-11 km along it. The avalanche deposited its debris material over an area of 18-20 km2 measuring 0.4-0.5 km3 in volume. These deposits dammed the river, produced two lakes (Bezymyannoe and Verkhneavacha), and gave birth to a large lahar which traveled along the valley much farther.

В работе представлены результаты комплексного изучения пирокластических отложений вулканов Безымянный и Шивелуч. Дана сравнительная характеристика инженерно-геологических особенностей пирокластических отложений различных генетических типов андезитовых и в целом андезитовых и базальтовых вулканов. Обоснованы критерии выделения генетических типов пирокластических образований андезитовых вулканов.
Для вулканологов, палеовулканологов, геологов, инженеров-геологов.

Results of complex study of pyroclastic deposits from Bezymianny and Schiveluch volcanoes are present in this work. Comparative characteristics of engineering-geological features are given for various genetic types of pyroclastic deposits from andesitic volcanoes, as well as for pyroclastic deposits from andesitic and basaltic volcanoes on the whole.
Criteria for distinguishing genetic types of pyroclastic deposits from andesitic volcanoes have been substantiated.

В результате проведенных исследований установлено, что гигантский цирк на вулкане Бакенинг - результат его извержения -8000-8500 14С-лет назад. Причиной извержения было, по-видимому, сильное землетрясение (М > 7), приведшее к обрушению юго-восточного сектора вулкана. Обрушение постройки сопровождалось взрывом и образованием пирокластического потока типа пеплово-глыбового. Сформировавшаяся обломочная лавина скатилась в долину реки Средняя Авача и распространилась по ней на расстояние -10-11 км. Площадь отложений обломочной лавины составляла -18-20 км2, а объем материала - 0,4-0,5 км3. Сход обломочной лавины стал причиной возникновения подпрудных озер Пра-Безымянное и Пра-Верхне-авачинское, а также формирования крупного лахара, распространившегося гораздо дальше по долине реки.


This study revealed that the giant cirque of Bakening Volcano had been produced by its eruption ca. 8000-8500 carbon-14 year ago. The eruption is supposed to have been heralded by a large earthquake (M > 7) resulting in the collapse and slide of the SE sector of the cone. The landslide unroofed the hydrothermal system and triggered an explosion which was followed by an ash-and-block pyroclastic flow. A rockslide avalanche rolled down into the valley of the Srednyaya Avacha River and travelled as far as 10-11 km along it. The avalanche deposited its debris material over an area of 18-20 km2 measuring 0.4-0.5 km3 in volume. These deposits dammed the river, produced two lakes (Bezymyannoe and Verkhneavacha), and gave birth to a large lahar which traveled along the valley much farther.

Study is made for the first time on morphological peculiarities of microstructure of three samples from the unbroken marker ash layers of the Shiveluch volcano. In this paper we give the qualitative analysis of tephra structure, i.e. size and shape of particles and type of microstructure, describe structural relationships between deposit components, etc. and make the quantitative analysis of porosity of Sh2 and Sh1 tephra at magnification of 200 and 1,000. Hollow globules of volcanic glass were found for the first time in Sh2 ashes.

This paper presents the results of visual observations, particle-size analysis, seismological observations, and acoustic measurements carried out during a small-magnitude eruption of Bezymyannyi in June 1986. A mlodel is proposed for the mechanism of the eruption. A specific character of the eruption is explained by a deeper localization of a gas-rich aagia portion in the conduit,

Приводятся результаты полевых наблюдений, гранулометрических и сейсмоакустических исследований, связанных с небольшим извержением вулкана Безымянного. Дается схематическая интерпретация особенностей извержения, которые хорошо объясняются более глубоким положением в вулканическом канале зоны, обогащенной газовой фазой.

The study presents the results of field observations, granulometric and seismoacustic investigations related to a small eruption of the Bezymianny volcano. The characteristic features of the eruption illustrated in the scheme are interpreted to be due to the deeper position in the volcanic channel of the zone enriched in the gas phase.