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우리는 화산이 배경 활동 수준에서 멀어 질 때와 바카라 룰에 유리한 조건으로 추정하기 위해 모니터링 데이터와 함께 사용할 수있는 물리적 모델을 개발합니다..
Volcalert : 화산 폭발의 비상 예측
Christopher 바카라 룰 박사에게 문의하십시오 (c.바카라 룰@ucl.ac.uk)
세계 바카라 룰의 절반은 100 년 이상 조용한 화산에서 발생할 것으로 예상됩니다. 이러한 화산 대부분은 정기적으로 모니터링되지 않으므로 불안의 징후는 일반적으로 가장 초보적인 정보만을 얻을 수있는 비상 네트워크에 의해 기록됩니다. 따라서 획득 한 비상 데이터를 사용하여 단기 바카라 룰 예측의 품질을 향상시키기위한 긴급한 필요성이후불안의 시작.
VolcAlert 프로그램은 비상 데이터와 함께 사용할 수있는 사전 학기 불안의 물리적 모델을 개발하는 것을 전문으로합니다. 주요 철학은 결과가 바카라 룰 예측을 개선하는 데 즉각적인 실질적인 가치가 있어야하므로 의사 결정자들이 화산 응급 상황에 대한 가장 적절한 대응을 선택하도록 지원하는 것입니다. 따라서 주요 목표는 바카라 룰를위한 선구자에 대한 물리적 제어를 정량화하고 결과를 실제 예측 절차로 변환하는 것입니다..
자세한 내용은 참조선택한 참조.
- 불안의 징후
불안의 초기 징후는 다음과 같습니다. 화산 근처에 사는 사람들이 느낄 수있는 작은 지진의 발생; 그리고 표면에서 증기의 누출, 때로는 유황의 근본적인 냄새가 있습니다. 이 신호는 기초 마그마의 몸체의 압력 증가에 의해 크러스트가 변형되고 파괴 될 때 트리거됩니다. 불안 신호는 바카라 룰 전 몇 달 전에 처음 발견되며 시간이 지남에 따라 더욱 두드러집니다. 그러나 극단적 인 경우에는 선구자가 1 시간 미만에서 발달 할 수 있습니다 (예 :, 아이슬란드 (Linde et al., 1993)의 Hekla Mt Hekla ()까지 (예 :, 이탈리아의 Campi Flegrei와 같은 큰 칼데 라 (Bellucci et al., 20068916_8954Robertson & 바카라 룰, 2012)).
지역 지진 (또는 VT) 사건 및 지상 운동은 불안 중에 가장 일반적으로보고 된 신호입니다 (바카라 룰, 2003, 2012). 지진은 전형적인 크기가 2 이하입니다 (~ 0.01-0.1 km의 밀리미터 또는 센티미터의 결함으로 움직임을 나타냅니다). 그러나 비율은 4의 크기에 도달 할 수 있습니다. 그들은 수직 범위의 킬로미터 인 볼륨에서 발생하는 경향이 있습니다. 또한 일반적으로 5-6km 미만의 깊이에서 발생하지만 때로는 더 깊은 수준에서 집중 될 수 있습니다. ~ 103-105VT 이벤트는 완전한 시퀀스 동안 기록 될 수 있으며, 현저하게, 시간이 지남에 따라 체계적인 마이그레이션을 보여주지 않으면 서 빵 껍질의 부피에 걸쳐 발생할 수 있습니다. 상응하는지면 이동은 ~ 1-10km의 수평 거리에서 감지 될 수 있으며, 그로 인해 표면 상승 및 측면 스트레칭의 최대 값은 ~ 0.1-1 m (에 도달 할 수 있습니다.예 :, Dzurisin, 2007;Woo & 바카라 룰, 2010; Bell & 바카라 룰, 2011).
관련 서류 :
- 선구자 모델링
시간에 따른 전구체 신호 변경
지상 이동 속도와 VT 사건 발생률은 바카라 룰 전 시간이 지남에 따라 증가하는 경향이 있습니다. 변화는 지각 설정, 마그마 구성 및 바카라 룰 스타일과 무관하게 놀랍도록 반복적 인 행동을 보여줍니다 (Tokarev, 1971;Voight, 1988; McNutt, 1996; De la Cruz-Reyna & Reyes-Davila, 2001; Reyes-Davila & de la Cruz-Reyna, 2002; 조빈, 2003). 예를 들어, VT 이벤트 속도는 일반적으로 바카라 룰 직전까지, 비율이 지수보다 빠르게 될 때까지 시간이 지수로 증가하는 것으로 일반적으로 관찰됩니다. 반복적 인 행동은 단기 바카라 룰 예측이 실현 가능한 목표 일뿐 만 아니라 실질적인 가치의 방식으로 예측을 정량화 할 수 있음을 강력하게 시사합니다..
Voight Criterion
전구체 추세 분석은 Voight 기준에 의해 크게 영향을 받았으며 (Voight, 1988, 1989), 전구체의 속도와 긍정적 인 피드백 사이의 긍정적 인 피드백에 대한 제한된 전구체 행동 범위를.W:
[가속도W시간없이] =a[비율W시간이 지남에 따라]a
(1)
여기서a크러스트의 부피가 변형되는 것을 설명하는 스케일링 상수입니다.a14620_15137예 :, 마그마가 표면에 도달하기위한 경로의 형성 (바카라 룰, 2003)).
Voight Criterion의 제약 조건
Voight 기준은 암석 변형 및 실패에 대해 제안 된 수많은 경험적 관계의 특성을 포착합니다 (Voight, 1988, 1989; Main, 1999). 원래 제안되었습니다 (1) 기준은 모든 유형의 전구체 신호 (에 적용될 수 있습니다.예 :, EquatingW변형의 양 또는 VT 이벤트의 수) 및 (2) 각 전구체 서열은 단일 값의 특징a따라서, 따라서 개별 서열의 거동은 시간이 지남에 따라 진화하지 않았다. 후속 연구는 (1) 기준이 선택된 전구체 신호에만 적용된다고 주장하기 위해 이러한 제약을 완화 시켰으며, 이는 하중 조건 (에 의존한다.바카라 룰, 2012) 및 (2) 개별 전구체 서열은 시간이 지남에 따라 진화 할 수 있으므로a시퀀스 중에 1에서 2로 변경 될 수 있습니다 (McGuire & 바카라 룰, 1997; 바카라 룰 & Voight, 1998; 바카라 룰, 2003).
관련 서류 :
- 물리적 모델
Volcalert 프로그램의 새로운 물리적 모델
현장 관측은 VT 전구체가 (1) 변형의 부피에 걸쳐 분포 된 결함 팁 주위의 암석의 느린 파쇄에 의해 제어된다는 것을 시사한다 (따라서 시간에 따른 위치에서 선호되는 마이그레이션을 보여주지 않음) 및 (2)는 평균적인 모습에 의해 모델링 될 수 있으므로 ().Volcalert 프로그램의 일환으로, 우리는 (바카라 룰, 2012)에 따라 파쇄 이벤트의 숫자가 응력 매개 변수로 변경되는 새로운 느린 고정 모델을 개발했습니다.
(2)
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방정식 (2)은 오류 팁 (S '에 연결된 거시적 응력 분포에 대한 설명을 통합하여 원자 결합이 지정된 평균 응력 하에서 파괴 될 가능성에 대한 설명을 통합합니다 (S*) (바카라 룰, 2012). 시간이 지남에 따라 파쇄 속도가 어떻게 변하는 지에 따라 적용된 응력 또는 암석 강도 (둘 다 S ')가 시간에 따라 어떻게 변하는 지에 달려 있습니다.
현장 관측에 따르면 대략 일정한 스트레스 속도 (Bell & Kilburn, 2011; Kilburn, 2012) 및 (2)에서 대략 일정한 응용 응력 (Voight, 1988, 1989; Kilburn, 2003)에서 두 가지 일반적인 하중 조건 (1) 변형 (1)이 변형되어 있음을 시사합니다 (1). 첫 번째 로딩 조건은 적용 응력의 대략 일정한 증가 속도 (예 : s = kt)와 일치합니다. (2) 바카라 룰 후 :
(3)
식 (3) 및 (4)-(5)는 한 번의 연속 지진 시퀀스에 대해 예상되는 평균 및 피크 VT 이벤트 속도의 각각의 변화를 설명합니다. 실제로, VT 이벤트는 일련의 에피소드에서 발생할 수 있으며, 각각은 지진이 낮은 시간 간격으로 분리됩니다. 지속적인 시퀀스 또는 일련의 에피소드는 시간이 지남에 따라 전체 누적 VT 이벤트 수에서 유사한 경향을 따를 수 있습니다. 반면에 식. (2)는 일반적으로 적용 될 것으로 예상되므로, 파생 된 형태 (식 (3)-(5))는 단일 VT 에피소드를 분석 할 때만 이벤트 속도를 잘 표현할 수 있습니다.
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23792_24264
(4)
여기서 g*= (p/s*) (sst2/y), (dnh/dt) p, 0은 전위보다 빠른 시퀀스가 시작될 때 피크 이벤트 속도이며 y는 영의 모듈러스입니다. 식 (4) :로 다시 발현 될 수 있습니다.
(5)
시간이 지남에 따라 VT 이벤트 속도의 쌍곡선 증가를 설명하고 a = 2의 Voight 기준과 일치합니다 (바카라 룰, 2003)..
관련 서류 :
- 선구자 선택
선구자가 어떤 추세를 따를 것인가?
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(1) 소량의 손상 (응력이 집중되는 결함 팁 주위의 구역의 길이보다 적어도 10 배 더 작은 거리에서 암석의 파쇄)의 경우, 응력 속도에 따른 비율의 변형 속도가 증가합니다. 이 경우 VT 이벤트 속도의 지수 증가에는 대략 일정한 변형 속도가 동반됩니다. 따라서 VT 이벤트 비율은에 대한 Voight 기준을 따릅니다.a= 1, 일정한 변형 속도는아님Voight Criterion (바카라 룰, 2012)에 의해 설명됩니다.
27329_27779a= 2, 변형 속도가있을 수 있습니다또한동일한 조건으로 설명a.
여기서 주요 추론은 Voight 기준을 모든 선구자에게 보편적으로 적용 할 수 없다는 것입니다. 특정 전구체에 대한 적용 가능성은 로딩 조건에 따라 다르므로 사례별로 평가해야합니다.
- 예측 바카라 룰
단기 선구자 : 화산-테크닉 이벤트
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폭발 전 몇 시간 또는 며칠 내에 VT 이벤트의 최종 순서는 일반적으로 지수보다 빠른 속도의 증가를 보여줍니다. 두 가지 광범위한 유형의 더 빠른 유형 (FTE) 경향이 인식되었습니다. 하루에 갑작스럽고 계단식 증가가 발생하거나 10-14 일 전에 진화하는 과장된 증가. 갑작스러운 추세는 Kilauea (Bell & 바카라 룰, 2011) 및 MT Etna (Wall et al., 2012)를 포함하여 자주 등장하는 현무암 화산을 사용하는 데 흔한 것으로 보이지만, 고가의 경향은 1991 년 Mt Pinatubo (Philippines)와 같은 수세기의 안데스틱 태평양 화산에서 관찰되었습니다. (Montserrat) 1995 년 (바카라 룰, 2003; Smith & 바카라 룰, 2010).
경고 시간
29873_30540
30545_31095
추가 기준을 설정할 수없는 경우 며칠 이상의 경고 시간은 반드시 경험적 데이터에 기초하여 확률 적 평가에 의존 할 것입니다 (Sparks, 2003; Grasso & Zaliapin, 2004). 본질적으로, 확률 론적 평가는 의사 결정자들이 결정 론적 모델만으로도 잘못된 경보의 확률이 높아져야합니다. 긴 경고 시간이 요구되면이 결과는 불가피합니다.
실시간 예측
쌍곡선 FTE 트렌드의 경고 시간에 대한 실제 제약을 탐색하려면 애니메이션 파워 포인트 프레젠테이션을 참조하십시오. 실시간 예측의 새로운 개발은 웹 사이트에서에서 준수 할 수 있습니다.프로젝트 노력, 에든버러 대학교와 UCL 간의 NERC 자금 지원 협력
장기 선구자
수십 년에 걸친 전구체 신호의 진화는 Caldera 웹 페이지에서 논의됩니다.
관련 서류 :
- 실험
전구체의 현장 관측은 암석 골절 (VT 이벤트를 통해) 및 변형 (지상 운동을 통해)에 대한 정보를 제공합니다. 그러나 적용 응력의 직접적인 측정을 제공하지 않습니다. 전구체 신호와 응력 사이의 관계는 실험실의 암석 골절에 대한 제어 실험의 데이터를 사용하여 결정됩니다. 따라서 식. (2) 모델링 전구체 행동에 관한 섹션에서 Scholz (1968), Ohnaka and Mogi (1982), Meredith et al. (1990), Zang et al. (1998) 및 Smith et al. (2009).
실험은 압축의 일반적인 일반적인 지각 암석에서 수행되었습니다. 그러나 현장에서 크러스트는 가압 마그마 바디 위로 연장이 변형됩니다. 와 협력하여UCL 's Rock & Ice Physics Laboratory, 따라서, 우리는 확장의 암석 고장을위한 새로운 실험 배열을 개발했다. 초기 결과는 우리의 이론적 모델이 실제로 확장 암석 장애와 일치하므로 현장 조건에 대한 적용을 지원한다는 것을 나타냅니다 (Wall et al., 2012)..
관련 서류 :
선택한 참조 :
추가 출처는 인용 된 출판물의 참조를 참조하십시오.
38293_38491하와이의 Kilauea Volcano에서 사전 발산 화산-텍스토스 지진의 집계 된 비율의 트렌드. Bull Volcanol, 75 : Doi 10.1007/S00445-012-0677-Y이탈리아 Campi Flegrei의 지상 변형 : 위험 평가에 대한 시사점. , Troise C, De Natale G, 바카라 룰 CRJ (eds) 큰 칼데 라에서의 활동과 불안의 메커니즘. 지질 학회 특별 간행물 269 : 141-157.De La Cruz-Reyna S, Reyes-Davila GA (2001)
멕시코 콜리 마 화산에서 단기 예측에 대한 전구체 재료-발전 현상을 설명하는 모델. Bull Volcanol 63 : 297-308.
Grasso Jr, Zaliapin I (2004)
화산 바카라 룰의 예측 가능성 : 현무암 화산의 교훈,Geophys rest, 31 : doi 10.1029/2003GL019022.
Linde AT, Agustsson K, Stefansson R (1993)
연속 시추공 변형 모니터링에서 1991 년 Hekla 바카라 룰 메커니즘. 자연, 365 : 737-740, doi 10.1038/365737a0.
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Meredith PG, Main IG, Jones C (1990).
준 정적 및 동적 암석 장애 동안 지진의 시간적 변화. Tectonophysics, 175 : 249-268.
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단축 압축 하에서 암석에서의 음향 방출의 빈도 특성 및 파쇄 과정과의 고장과의 관계. J Geophys Res, 87 : 3873-3884.
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압축에서 암석의 미세 혈성 및 비탄성 변형. J Geophys Res, 73 : 1417-1432.
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화산 폭발 예측. Earth Planet Sci Lett, 210 : 1-15, doi 10.1016/s0012-812x (03) 00124-9.
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Yokoyama I (1988) 화산에서 내진 에너지 방출. Bull Volcanol, 50 : 1–13.
50057_50273
Zobin VM (2003) 화산 지진에 대한 소개. Elsevier, 암스테르담, 네덜란드.
UCL 위험 센터 :
위험그리고 위험 :우리의 운영프로그램재난 위험 감소, 대응 및 구호를 향상시키는 것을 목표로합니다.
역사 :간단한역사의 센터.
간행물 :우리의 예간행물 | UCL 라이브 바카라사이트 센터 -UCL
문의 :
감독 : Christopher 바카라 룰
이메일 :c.바카라 룰@ucl.ac.uk
전화 : +44 (0) 20 3108 6325 (56325)