Electric charging of eruptive clouds from Shiveluch Volcano caused by different types of explosions
- 作者: Firstov P.P.1, Akbashev R.R.1, Zharinov N.A.2, Maximov A.P.2, Manevich T.M.2, Melnikov D.V.2
-
隶属关系:
- Kamchatka Branch, National Seismological Center, Geophysical Survey, Russian Academy of Sciences
- Institute of Volcanology and Seismology Far East Branch, Russian Academy of Sciences
- 期: 编号 3 (2019)
- 页面: 49-62
- 栏目: Articles
- URL: https://journals.eco-vector.com/0203-0306/article/view/12693
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0203-03062019349-62
- ID: 12693
如何引用文章
详细
The number of explosive eruptions at Shiveluch Volcano has significantly increased over the past years, which requires close volcanic monitoring using all available techniques. In order to implement a new monitoring technique into integrated methods of volcano monitoring, the authors analyze response to the intensity of the vertical component in the atmospheric electrical field (EZ AEF) during the movement of ash clouds. Two eruptions of different intensity that occurred December 16, 2016 and June 14, 2017 at Shiveluch were selected for study. We used a combination of satellite, seismic, and infrasound data to select signals in the EZ AEF field. Signals with negative polarity that accompanied ashfalls in the EZ AEF dynamics were registered for both eruptions within the closest area (< 50 km). In the former case, the ash cloud was “dry” and thus it caused aerial-electrical structure of the negatively charged cloud. In the latter case, a strong explosion sent into the atmosphere the large volume of ash and volcanic gases (98% in form of vapour) that resulted in the formation of a dipolar aerial-electrical structure caused by eolian differentiation within the closest area. At the distance of more than 100 km we registered a positive-going signal that is attributive to the aerial-electrical structure of the positively charged type of the cloud.
全文:

作者简介
P. Firstov
Kamchatka Branch, National Seismological Center, Geophysical Survey, Russian Academy of Sciences
编辑信件的主要联系方式.
Email: firstov@emsd.ru
俄罗斯联邦, 9, bul’var Piipa, Petropavlovsk-Kamchatsky, 683006
R. Akbashev
Kamchatka Branch, National Seismological Center, Geophysical Survey, Russian Academy of Sciences
Email: firstov@emsd.ru
俄罗斯联邦, 9, bul’var Piipa, Petropavlovsk-Kamchatsky, 683006
N. Zharinov
Institute of Volcanology and Seismology Far East Branch, Russian Academy of Sciences
Email: firstov@emsd.ru
俄罗斯联邦, 9, bul’var Piipa, Petropavlovsk-Kamchatsky, 683006
A. Maximov
Institute of Volcanology and Seismology Far East Branch, Russian Academy of Sciences
Email: firstov@emsd.ru
俄罗斯联邦, 9, bul’var Piipa, Petropavlovsk-Kamchatsky, 683006
T. Manevich
Institute of Volcanology and Seismology Far East Branch, Russian Academy of Sciences
Email: firstov@emsd.ru
俄罗斯联邦, 9, bul’var Piipa, Petropavlovsk-Kamchatsky, 683006
D. Melnikov
Institute of Volcanology and Seismology Far East Branch, Russian Academy of Sciences
Email: firstov@emsd.ru
俄罗斯联邦, 9, bul’var Piipa, Petropavlovsk-Kamchatsky, 683006
参考
- Адамчук Ю.В., Титов В.В. Электрические процессы и образование молний в вулканическом аэрозоле // Препринт ИАЭ-4016/1. 1984. 117 с.
- Акбашев Р.Р., Фирстов П.П. Изменение градиента потенциала электрического поля атмосферы Земли при прохождении шлейфов вулканических извержений // Материалы XII Международной сейсмологической школы “Современные методы обработки и интерпретации сейсмологических данных”, 11–15 сентября 2017 г. Обнинск: ФИЦ ЕГС РАН, 2017. С. 18–19.
- Белоусов А.Б., Белоусова М.Г. Извержение вулкана Шивелуч в 1964 г. (Камчатка) – плинианское извержение, предварявшееся крупномасштабным обрушением постройки // Вулканология и сейсмология. 1995. № 4/5. С. 116–127.
- Близнецов В.Е., Сенюков С.Л. Программа ADAP для автоматического выделения пепловых выбросов и расчета их высоты по сейсмологическим данным // Сейсмические приборы. 2015. Т. 51. № 1. С. 46–59.
- Гордеев Е.И., Гирина О.А. Вулканы и их опасность для авиации // Вестник РАН. 2014. Т. 84. № 2. С. 134–142. doi: 10.7868/S0869587314020121
- Горшков Г.С., Дубик Ю.М. Направленный взрыв на вулкане Шивелуч // Вулканы и извержения. М.: Наука, 1969. С. 3–37.
- Действующие вулканы Камчатки. Т. 1. М.: Наука, 1991. 302 с.
- Дрознин Д.В., Дрознина С.Я. Интерактивная программа обработки сейсмических сигналов DIMAS // Сейсмические приборы. 2010. Т. 46. № 3. С. 22–34.
- Ефимов В.А., Орешкин Д.М., Фирстов П.П., Акбашев Р.Р. Применение электростатического флюксметра “ЭФ-4” для исследований геодинамических процессов // Сейсмические приборы. 2013. Т. 49. № 4. С. 14–24.
- Жаринов Н.А., Демянчук Ю.В. Рост экструзивного купола вулкана Шивелуч (Камчатка) в 1980–2007 гг. по геодезическим наблюдениям и видеосъемке // Вулканология и сейсмология. 2008. № 4. С. 3–13.
- Жаринов Н.А., Демянчук Ю.В. Крупные эксплозивные извержения вулкана Шивелуч (Камчатка) с частичным разрушением экструзивного купола 28 февраля 2005 г. и 27 октября 2010 г. // Вулканология и сейсмология. 2013. № 2. С. 1–15.
- Жаринов Н.А., Богоявленская Г.Е., Хубуная С.А., Демянчук Ю.В. Новый эруптивный цикл вулкана Шивелуч 1980-1993 гг. // Вулканология и сейсмология. 1995. № 1. С. 20–28.
- Мареев Е.А. Достижения и перспективы исследований глобальной электрической цепи // УФН. 2010. Т. 180. № 5. С. 527–533.
- Махмудов Е.Р., Фирстов П.П., Будилов Д.И. Информационная система для мониторинга волновых возмущений в атмосфере на полуострове Камчатка “KamIn” // Сейсмические приборы. 2016. Т. 52. № 2. С. 5–16.
- Меняйлов И.А., Никитина Л.П., Щапарь В.Н. Геохимические особенности фумарольных газов на различных стадиях активности вулканов Тихоокеанского вулканического пояса // Вулканология и сейсмология. 1991. № 1. С. 79–82.
- Пономарев Е.А., Чернева Н.В., Фирстов П.П. Формирование локального электрического поля атмосферы // Геомагнетизм и аэрономия. 2011. Т. 51. № 3. С. 405–411.
- Руленко О.П. Экспериментальное исследование электризации вулканических облаков / Автореф. дисс. … кандидата физ.-мат. наук. СПб., 1994. 16 с.
- Руленко О.П., Токарев П.И. Атмосферно-электрические эффекты Большого трещинного Толбачинского извержения в июле–октябре 1975 г. // Бюлл. вулканостанции. 1979. № 56. С. 96–102.
- Фирстов П.П., Акбашев Р.Р., Холзворт Р. и др. Атмосферно-электрические эффекты во время эксплозии вулкана Шивелуч 16 ноября 2014 г. // Известия РАН. ФАО. 2017. Т. 53. № 1. С. 29–37.
- Фирстов П.П, Гаврилов В.А., Жданова Е.Д., Кирьянов В.Ю. Начало нового эструзивного извержения вулкана Шивелуч в апреле 1993 г. // Вулканология и сейсмология. 1994. № 4/5. С. 33–46.
- Фирстов П.П., Махмудов Е.Р. Макаров Е.О., Фи Д. Комплексные геофизические наблюдения на вулкане Карымский (Камчатка) в августе 2012 г. // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. 2012. № 2. Вып. 20. С. 110–120.
- Хубуная С.А., Жаринов Н.А., Муравьев Я.Д. и др. Извержение вулкана Шивелуч в 1993 г. // Вулканология и сейсмология. 1995. № 1. С. 3–16.
- Цейтлин Я.И., Смолий Н.И. Сейсмические и ударные воздушные волны промышленных взрывов. М.: Недра, 1981. 136 с.
- Чалмерс Дж. А. Атмосферное электричество. Л.: Гидрометеоиздат, 1974. 420 с.
- Чернева Н.В., Пономарев Е.А., Фирстов П.П., Бузевич А.В. Базовые модели источников вариаций вертикальной компоненты атмосферного электрического поля // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. 2007. № 2. Вып. 10. С. 60–64.
- Firstov P., Cherneva N., Akbashev R. Natural factor impact on atmospheric electric field variations in Kamchatka // Solar-Terrestrial Relations and Physics of Earthquake Precursors. E3S Web of Conferences 20. 01003. 2017. doi: 10.1051/e3sconf/20172001003
- James M.R., Lane S.J., Gilbert J.S. Volcanic plume monitoring using atmospheric electrical potential gradiens // J. Geol. Soc. London. 1998. № 155. Р. 587–590.
- Hatakeyama H. On the disturbance of the atmospheric potential gradient caused by the smoke-cloud of the volcano Yakeyama // J. Met. Soc. Japan. 1949. № 27. Р. 372–376.
- Hatakeyama H., Uchikawa K. On the Disturbance of the Atmospheric Potential Gradient caused by the Eruption-smoke of the Volcano Aso // J. Met. Soc. Japan. 1951. V. 21. Р. 84-89.
- Mather T.A., Harrison R.G. Electrification of volcanic plumes // Serv. Geophys. 2006. V. 37. P. 387–432. DOI: 10/1007/s10712-006-9007-2
- Miura T., Koyaguchi T., Tanaka Y. Measurements of electric charge distribution in volcanic plumes at Sakurajima volcano Japan // Bull. Volcanol. 2002. V. 64. P. 75–93.
- Shevtsov B.M., Firstov P.P., Cherneva N.V. et al. Lightning and electrical activity during the Shiveluch volcano eruption on 16 November 2014 // Nat. Hazard Earth Syst. Sci. 2016. V. 16. P. 871–874. doi: 10.5194/nhessd-16-871-2016
补充文件
