一项新研究表明,从卫星图像中获得的海洋变色数据可以作为预测水下火山喷发是否迫在眉睫的新标准。


近年来,海底火山频繁喷发。仅过去两年就记录了印度尼西亚的 Anak Krakatau、新西兰的怀特岛和日本的西之岛的爆炸。观察火山动荡的迹象对于提供救生信息和确保该地区的空中和海上旅行安全至关重要。


虽然预测火山何时爆发可能很困难,因为每个火山的行为不同,但科学家们正在寻找这些迹象:地震活动加剧、岩浆池扩张、火山气体释放增加和温度升高。


对于海底火山,广岛大学高等科学与工程研究生院的遥感专家、副教授Yuji Sakuno提出了一个新的指标,海的颜色。


变色海水的化学成分与火山活动之间的关系早已为人所知。尽管如此,很少有定量研究使用遥感来探索它。在这几项研究中,只分析了变色海水的反射模式。


Sakuno 说,这是一项极具挑战性的研究成果,可以使用一种称为海色的新指数来预测近年来世界各地频繁发生的火山灾害。


我是世界上第一个提出从卫星获得的海水颜色信息与海底火山周围化学成分之间关系的人。


该研究的结果发表在 2021 年 4 月的 Water 杂志上。

新的研究监测卫星图像 可获得海洋变色数据预测火山喷发

这张图片展示了 2020 年西之岛周围四个方向(北、东、南、西)变色海水的色度数据。该研究调查了海水的颜色特征,以验证 SGLI 获得的数据是否准确捕捉了实际情况变色的海水。根据 SGLI 数据估计,甚至在火山活跃前大约一个月,它检测到西之岛岛的化学物质分布发生了显着波动。

新的研究监测卫星图像 可获得海洋变色数据预测火山喷发

这张照片显示了 5 月 16 日至 6 月 25 日在西之岛附近作为火山活动指数的 (Fe + Al)/Si 分布样本:(a) 2020 年 5 月 16 日至 23 日,(b) 2020 年 5 月 24 日至 31 日, (c) 2020年6月1-8日,(d) 2020年6月9-16日,(e) 2020年6月17-24日,(f) 2020年6月25日-7月2日。 Fe+Al)/Si)=45.4(x)→13.3 到 SGLI 数据。由此可以看出,在此期间,岛屿东北部的分布呈上升趋势,随后变色逐渐向岛屿周围海域发展,最后消失。西之岛位于日本东京以南约 1,000 公里处。本产品使用的原始数据由 JAXA 的 JASMES(JAXA 环境研究卫星监测)提供。


Sakuno 解释说,火山会根据其活动释放化学物质,这些化学物质会改变周围水的颜色。较高比例的铁会导致黄色或棕色变色,而增加的铝或硅会使水染上白色斑点。


然而,一个问题是阳光也会影响海水的颜色。该研究着眼于过去对温泉水进行颜色分析的研究如何克服这一障碍并解决亮度问题。使用 XYZ 比色系统开发了海水颜色和化学成分之间的关系模型。


Sakuno 检查了去年由日本 GCOM-C SGLI 和 Himawari-8 卫星拍摄的西之岛的图像。Himawari-8 用于观察火山活动,GCOM-C SGLI 用于获取海色数据。GCOM-C SGLI观测周期短,每2-3天拍摄一次海洋照片,250 m的高空间分辨率使其成为监测的理想选择。


使用新指标,佐野检查了 2020 年 1 月至 2020 年 12 月的卫星数据,并在大约一个月前就发现了西之岛火山爆发的迹象。


未来,我想与日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)、负责监测海底火山的海事安全厅以及相关研究合作,建立一个可以更准确地预测火山爆发的系统,他说。 .


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