浅谈2014年全球火山动态及我国火山灾害预防对策*

2015-12-21 05:28龚丽文魏海泉樊祺诚
地震科学进展 2015年11期
关键词:岩浆火山灾害

龚丽文 李 霓 魏海泉 樊祺诚

1)中国地震局地质研究所活动构造与火山重点实验室,北京 100029

2)重庆市地震局,重庆 401147

综述与评述

浅谈2014年全球火山动态及我国火山灾害预防对策*

龚丽文1,2)李 霓1)魏海泉1)樊祺诚1)

1)中国地震局地质研究所活动构造与火山重点实验室,北京 100029

2)重庆市地震局,重庆 401147

由于我国现代火山活动案例较少,主要通过搜集全球活动火山区的监测数据,了解全球火山活动状况及应对策略。通过对2014年全球火山活动动态的总结,逐渐对全球现今活动火山分布位置、活动规律和灾害预防有了新的认识;通过对冰岛巴达本加(Bardarbunga)火山的监测和追踪,总结了冰岛政府对火山灾害的监测手段和应对策略,希望弥补我国火山监测及应急等方面的经验空白;通过对最近发表的火山监测技术及火山信息提取方法的总结,了解了各种先进技术在预防和减轻火山灾害方面的应用。最后,结合国内火山监测现状及相关技术的发展趋势,提出作者对火山监测的思考,并提出几点建议:一方面,我们要充分利用先进的计算机技术,将实时的监测数据进行智能化处理,提取出必要的信息;另一方面,我们要利用网络优势共享最新监测成果和先进监测技术,为公众提供一个交流平台,使得灾害信息的发布更智能、更及时、更直观和更人性化。

全球火山动态;火山监测;灾害预防

引言

近些年来,全球构造活动趋于活跃,地震和火山活动频率不断上升,造成大量地质灾害和人员伤亡。国际上,大量的火山监测研究正在进行着[1-3],许多新的技术手段也加入进来,包括数字模拟、遥感图像、火山灰建模、火山前兆地震及地表形变等方面[410],同时大量与火山相关的网站和机构(如,USGS、NOAA、WOVO dat、VHUB、VOGRIPA、GVP、IAVCEI等)也在不断地完善和更新,主要用于观测和研究全球火山活动规律。这些都为我们更好地了解火山喷发过程,评估火山危险区,预防火山灾害提供了理论上的支持。

与全球火山活动相比,我国现代火山喷发相对较少,但新生代以来喷发的火山数目较多,分布范围广。张大泉[11]根据前人研究成果,将我国分为7个火山区,共1 250座火山,其中活火山5座,休眠火山6座;刘若新等[12]分析了长白山天池、金龙顶子、镜泊湖、五大连池、腾冲、新疆阿什山及台湾大屯等火山区发生新喷发的可能性,认为这些火山仍然处于活动状态;吴建平[13]通过对长白山天池和腾冲两个地区的地震、地表形变及水热活动进行研究,认为这些地区存在岩浆系统,但是活动性相对较稳定。此后,我国对火山监测日渐重视,于2006年建成国家火山监测台网中心,到目前为止,已有6处火山受到监测[14],并主要在火山地质学、年代学、岩石地球化学和火山活动性的研究上取得了新的进展[15-16]。但对这些地区火山灾害监测仍然处于起步阶段,监测成果匮乏,监测经验不足,且这些地区大部分已经开发成旅游城市,人口密集,人类活动较多,而相应的火山监测设备较少和灾害防范意识较弱。因此,有必要引进国外火山监测经验,学习其监测流程和监测手段,预防和减轻火山灾害。本文基于这种需求,通过搜集大量相关资料,总结火山监测各个方面的进展,提出对火山监测的看法,希望为我国火山监测贡献一份力量。

1 火山活动概述

火山活动是指与火山喷发有关的岩浆活动,它包括岩浆喷出地表、产生爆炸、流出熔岩、喷射气体、散发热量、析离出气体、水分和喷发碎屑物质等活动。火山活动是一个长期的过程,其位置相对固定,具有复发的特征。其产生灾害的范围受地表条件和气候环境的影响较大,如火山的爆炸性受岩浆的挥发成分和地下水影响,熔岩流的分布受地势的影响,火山灰分布主要受风的影响。此外,火山喷发后由于岩浆的抽空和火山碎屑的局部堆积,容易引起崩塌或者泥石流等次生灾害。火山的喷发一般具有较多的火山活动前兆,比如大量的中小地震、地表温度异常、地表形变异常及火山气体增加,这一切都有利于火山灾害的预测。

1.1 火山分布

据Siebert等[17]统计,全球活火山主要分布在环太平洋俯冲边界上,约占活火山总数的80%(图1)。此外,在夏威夷和冰岛等洋中脊、欧亚板块与非洲板块边界及东非裂谷附近,也分布着一些活火山,但这些地区(除了夏威夷和冰岛)火山活动的频率和强度远不如环太平洋俯冲带。而我国近代具有活动迹象的火山主要集中在长白山地区、五大连池地区、内蒙东部、腾冲地区和台湾地区,这些地区近些年来虽然没有喷发活动,但是中小地震活动和热泉活动仍然很明显,且靠近我国的几个火山活动国家(如,日本、菲律宾和印度尼西亚)仍在频繁地发生火山活动,这就要求我们必须时刻做好应对火山喷发的准备。

1.2 火山灾害

由于不同类型火山的喷发方式、喷发产物和喷发规模都有很大的不同,其产生的灾害类型也有很大的不同。Myers等[18]通过简化图(图2)直观地展现出复合火山可能造成的火山灾害,经总结可以分为:①熔岩流的破坏作用,占据农田,破坏房屋和道路;②火山泥石流,对地表植被破坏作用较强;③崩塌,造成锥体损坏;④熔岩穹丘,可能是新的溢出口;⑤火山弹,爆炸喷射出大量火山弹;⑥火山灰柱,喷发产生火山灰云,影响航空运营,同时含大量火山灰和酸性气体,形成酸雨,对地表建筑和植被有很大影响;⑦滑坡或者雪崩,大量火山碎屑或者积雪不稳定向下滑动;⑧碎屑流,含大量热的火山碎屑,掩埋附近地表物质;⑨蒸汽喷发,岩浆沿裂隙上升产生的火山蒸汽。

2 火山监测动态

由于我国缺少现代火山喷发,有关国内火山监测数据较少,只能通过搜集国际上一些网站和组织发表的数据来研究火山的喷发规律。利用全球火山活动动态数据,反映全球构造背景下火山的活动特征和发展趋势;利用火山频发国家(冰岛)对活动火山的监测数据处理及灾害的应对流程,获得单个火山活动的前兆信息、喷发规律、演化过程及相应的监测手段和经验。2.1 全球火山监测动态

图1 全球活火山分布及其与构造板块的关系(改自Siebert等[17])

图2 典型复合火山可能造成的火山灾害示意图[18]

本文通过实时收集史密森全球火山计划(Smithsonian′s Global Volcanism Program)和美国地质调查局火山灾害计划(US Geological Survey′s Volcano Hazards Program)及其他相关火山网站监测数据,通过数学统计、ArcGis投图和Excel作图等方法,综合分析了2014年全球火山活动情况,包括活动火山位置分布、火山发生频率和火山活动随时间的波动情况,总结一年内全球火山活动的整体规律,为今后火山监测提供参考。2.1.1 2014年活动火山位置分布图

据统计,2014年共报道有85座活动火山,通过GoogleEarth建立对应火山地标文件,用Arcgis进行矢量化,然后将其叠加在经过配准的世界地形图之上(图3)。图中清晰地显示出该时间段内活动火山分布的准确位置,主要分布在太平洋板块边界处,集中分布在3个地区:① 北美洲与南美洲连接处;② 太平洋西岸的日本岛和俄罗斯海岸;③印度尼西亚群岛。其他地区的火山活动相对分散,和图1对比,不难发现,历史上火山分布较集中的东非裂谷、欧亚板块与非洲板块交界处和大西洋中脊的火山,目前都处于平静期。

2.1.2 2014年活跃火山排名

图3 2014年全球活动火山分布图

文中火山的活跃程度以火山持续活动时间为标准,通过统计火山报道的次数确定火山持续时间,当报道频率(该火山的报道次数/报道总次数)大于50%,我们就认为该火山较活跃,图3为活跃火山分布位置图。经统计,2014年共有46次(46周)报道,其中报道超过20次的有15座火山,约占总报道火山的1/6,这些火山的报道次数约占总次数的1/2(465/808),活跃火山的具体报道次数如图4所示,其中基拉韦厄(Kilauea)火山活动每周均有报道。

图4 2014年全球活跃火山排名

图5 周报火山数目随时间的变化趋势

图6 地震频次随时间变化趋势图

2.1.3 火山活动时间分布特征

通过总结每月的活动火山数,可以发现2014年6月和9月活动的火山数目分别是35座和36座,其他时间在30座左右。统计每周报道的火山数目也可以发现这一规律(图5),在6月19日至7月17日和8月14日至9月25日这段时间里,火山周报报道的火山数目最多,基本上都超过20座,呈波峰状态。杨学祥等[19]认为,这种现象有可能与太空中的外界因素有关,他们认为,9月下旬秋分附近太阳又回到赤道上空,太阳潮使地球扁率变为最大,自转变为最慢,两极流体向赤道流动,赤道突起增加,两极收缩下降,而后发生反向变化,激发北极地区火山喷发。

2.2 活动火山追踪——冰岛巴达本加火山

巴达本加火山位于冰岛最大的范特纳冰原西北角。2014年6月火山开始膨胀,地表明显抬升,自8月16日开始出现了强烈的火山不稳定性:地震活动异常和GPS测量异常,暗示着巴达本加火山可能喷发。火山专家建立多种模型,利用地震数据和GPS数据恢复地表以下岩浆活动状况,结果显示岩浆活动较明显,且可能存在岩浆上隆,火山地质学家利用GPS数据推测岩浆的位置、规模及走向。8月29日00时02分,喷发发生于Holuhraun熔岩区上一个老的火山裂隙,位于Dyngjujokull冰川边缘以北大约5km。火山喷发裂隙长约600m,岩浆喷发率200~1000m3/s,此后就一直保持着裂隙式喷发,同时伴随着一些地震活动,具体跟踪总结如下。

表1 2014年8月16日至12月9日巴达本加火山附近各位置3级以上地震统计

2.2.1 地震活动监测

在火山喷发前期,出现了大量火山喷发前兆,特别是地震发生的频率和强度都呈直线上升,8月16日地震活动性明显增强,每天有地震上千次,震级多在1~2级,最大超过5级,有两个震群,大量证据表明,这与地下岩浆的水平向迁移有关。伴随着火山的喷发和岩浆的溢出,地震活动也大幅度减弱,地震总数从8月29日的1 194次减少为9月9日的229次,此后都低于200次/日(图6a)。火山喷发后,地震活动总体稳定,但是,局部也呈周期性波动,每间隔2~3周,地震活动有微弱的增强,这可能与火山活动有关。在每天发生的地震总数中,0~2级地震约占80%,变化幅度较大,2~3级地震变化幅度相对较平缓(图6b)。

通过总结3级以上地震发生位置(表1),不难看出,3级以上地震主要发生在破火山口附近,占地震总和的90%,特别是4级以上地震,几乎只在破火山口附近发生,这说明破火山口附近更不稳定,岩浆活动更强。

2.2.2 熔岩流活动跟踪

图7 巴达本加火山熔岩流面积随时间动态变化

2014年8月29日00时38分,卫星红外图像出现热异常,这意味着熔岩流上升到地表,此后岩浆一直沿着裂隙溢出,流向东北方向的河流附近,大部分时间溢出速率相对稳定,在11月底开始出现脉动式溢出,可以通过卫星热红外图像监测熔岩流的动态,包括面积、范围、溢出速率及产生的火山气体等其他地质灾害。图7为熔岩流面积随时间的动态变化,从图中可以看出,熔岩流的面积整体在不断递增,递增速率在不断减小,这有可能是由于后期岩浆直接覆盖在前期熔岩流之上造成的。结合该火山以往的活动规律(活动时间一般为6~8个月)和熔岩流面积的变化趋势,可以推出最终熔岩流面积可能接近90km2。

2.2.3 火山灰跟踪

冰岛气象局利用微分吸收光谱计(DOAS)和傅里叶变换红外光谱计(FTIR)仪器,估算了巴达本加火山云中的气体流量,气体含量较高的是SO2、CO2、HCl、HF和H2O。喷发前一个半月平均气体流量是400kg/s(35kt/d),其峰值为1 300kg/s (112kt/d)。假设气体至今仍是连续性释放,火山喷发释放到大气中的SO2总量在3.5 Mt(平均流量)~11.2Mt(考虑峰值流量)之间。这是2014年霍鲁劳恩火山排放量的5 ~15倍。此外,火山灰云对冰岛航空造成的影响较小,其高度大部分集中在1~3km的范围内。

2.2.4 破火山口沉降跟踪

由于岩浆的抽空或冰原下部融化,造成破火山口附近地表不断发生下陷,冰岛气象局主要通过雷达干涉图像监测火山口附近沉降动态,包括沉降深度、沉降体积及沉降速度,其沉降速度由一开始的80cm/d下降到后期的25cm/d,监测时间范围内沉降深度达到56m,沉降体积达到1.7km3,目前沉降仍在继续。

图8 火山灾害应对策略[20]

3 火山灾害监测现状

Huff等[20]总结了火山灾害的应急与管理(图8),认为火山喷发位置一般比较固定,时间比较集中。对火山灾害的预防不仅要对火山喷发后应急阶段重视,还应该提前对火山区进行地质调查,找出潜在喷发危险区域,根据之前喷发的产物推断出火山喷发类型和喷发规模,并确定火山复发的频率,通过现有的技术手段评估火山的危险性,圈定火山产物可能影响的区域,确定火山周围土地使用计划及人员撤离方案,给当地群众普及火山监测知识,最后可生成一个火山灾害危险等级图。

随着科技的发展,将会有越来越多的监测手段应用于火山监测中。以美国火山监测为例,Guffanti等[21]总结了几种火山监测方法,包括实时地震处理系统、卫星遥测技术、全球定位系统、地电方法和火山气体监测方法,各种地球物理方法和航空技术在火山灾害监测领域内都得到了普遍应用。据美国2008年统计,主要的监测手段包括地震监测、形变监测和水文监测(图9)。具体方法总结如下。

3.1 地球物理学方法

近年来,随着地球物理学的快速发展,大量的地球物理方法用于监测壳内及深部构造及岩浆活动,其中在火山监测方面应用较多的是地震监测、重力监测和电磁监测。

图9 2008年美国监测火山喷发几种方法的比例[21]

3.1.1 地震监测

地震层析成像可以反演火山下面的三维结构,Kuznetsov等[22]以墨西哥波波卡佩特(Popocatepetl)火山为例,用P波和S波的到时差及vP/vS值建立模型,进行层析成像反演壳内岩浆房的三维结构。此外,Sicali等[23]用地震时间间隔分布(The space-time inter-event time(IET))分析意大利埃特纳火山(Mount Etna)地区不同深度范围地壳的地震属性,推断出不同构造块的动力环境。Agus等[24]分析了印尼默拉皮(Merapi)火山2010年大喷发与地震之间的关系,详细描述了火山从孕育到喷发各阶段不同的地震现象,为以后该地区预测大型火山爆炸提供了有用的前兆信息。Inza等[25]利用地震多分量接收数据分析了乌比拉斯火山活动的动力学特征。Dawson等[10]研究了夏威夷基拉韦厄火山喷发高峰期时长周期的地震特征。3.1.2 重力监测

由于不同物质成分的密度不同,根据物理学知识可以最终推出密度与重力之间的关系,而通过高精度重力仪测出的重力异常,可以简单地分析出火山地区的密度异常,即不同物质的分布范围,Niklas等[26]综合采用陆地和海洋重力数据反演了斯通博利火山壳内三维密度,得出垂向剖面和125m深度水平剖面重力异常范围,并通过野外采样岩石标本的密度特征分析推测出火山地质演化信息。

3.1.3 电磁监测

Caracciolo等[27]利用高分辨率航磁对埃特纳火山进行分析,并结合地貌图分析该火山的磁异常,认为磁异常与该地区构造应力场有关,同时与火山产物分布及轮廓有很大关系。在国内,白登海等[28]利用电磁测深方法探测了热海地区下部可能存在低阻体。

3.2 大地测量学方法

岩浆的上升乃至喷发伴随着大幅度的地壳变形,我们可以利用GPS和雷达干涉图像对火山进行实时形变监测,获得许多火山喷发的前兆信息,为火山灾害预防提供数据支持;而火山喷发后,我们可以通过遥感卫星图像实时监测熔岩流和火山灰动态,预防次生地质灾害。

3.2.1 形变监测

Gerald等[29]利用1998—2005年记录的地表GPS形变数据(基于Mogi模型)反演出菲律宾塔尔火山岩浆房的位置、形状和深度,并对比了粘弹性壳层模型与等效弹性半空间模型的优缺点。除了GPS形变数据外,用得比较多的另一种方法是雷达干涉图像。巴达本加火山喷发后,由于岩浆抽空或冰川底部融化使得地表下沉,通过合成孔径雷达图像实时监测了地表沉降幅度、沉降范围和沉降体积。

3.2.2 遥感监测

随着遥感技术的不断发展,空间分辨率和波谱分辨率不断提高,遥感技术逐渐成为实时监控地表动态的重要技术手段。在灾害预测领域,它的应用范围也在逐年增大,主要包括:①火山灰云监测,如火山灰柱的高度、漂流方向、体积、覆盖范围、成分及是否对航空有影响;②熔岩流监测,如熔岩流的温度、流向、覆盖面积、体积、溢出速率及未来可能到达的区域;③地表形变监测,如岩浆上隆造成的形变异常、岩浆房抽空造成地表沉降、沉降速率和沉降体积,这都有利于建模预测岩浆房的动态;④地质灾害预测,如崩塌、雪崩、火山灰泥石流及圈定火山危险区域范围等,具体可详见Oppenheimer[30]的总结(图10)。

此外,Christopher[31]通过数字摄影测量和基于GIS分析了日本鹿儿岛火山1947—2006年的地貌变化情况,对火山构造、地表植被、熔岩流和火山碎屑的分布情况及演化规律进行了研究,为进一步判断火山演化趋势提供了强有力的证据。

3.3 地球化学方法

地球化学手段应用较广,如利用岩石地化数据反演火山形成的岩浆来源、火山成因、岩浆作用、喷发特征、形成年代及喷发期次等。通过以上火山形成及喷发历史规律预测未来火山可能的喷出口位置、喷发规模、喷发方式、喷发周期性及岩浆演化规律。

3.3.1 水文监测

图10 遥感在火山监测方面的应用[30]

水文监测包括岩浆挥发分的监测和地下水环境的监测,由于火山喷发前会有大量火山气体逸出,地下水的成分和温度也有很大的异常,因此,水文监测可以作为一个很好的火山喷发前兆监测手段。赵慈平等[32]通过对温泉的基本要素和温泉水化学分析数据分析,用克里金插值方法获得了腾冲火山区的相对地热梯度的平面分布;赵慈平等[33]还通过对温泉逸出气体CO2和CH4碳同位素样品的采集、分析测试,利用Horita通过实验矫正的Richet平衡分馏系数的理论计算数据,再通过拟合得到碳同位素平衡分馏方程,反演了岩浆温度。

3.3.2 喷发周期性研究

Avellán等[34]通过研究尼加拉瓜尼加帕火山的地层特征、地貌特征及地球化学特征对火山灾害的指示意义,推断该地区未来有60%的可能性为蒸汽岩浆喷发,喷发位置在断层附近,两次火山喷发的间隔周期在400~700年之间。

4 浅谈我国火山灾害预防

火山活动是由于地下岩浆的运移与喷发造成的,过去,人们对地下物质看不见,摸不着,火山爆发造成一些毁灭性灾害和古文明的掩埋。近些年来,随着科技的高速发展,监测方法和技术手段越来越多,数据精度和监测质量有很大提高。但是,目前我国在现代火山喷发,火山监测方面经验仍然不足。

4.1 所处现状

在国家“九五”计划实施之前,由于对我国火山活动状况缺乏认识,对火山监测几乎是空白,1997年随着“中国若干近代活动火山的监测与研究”项目正式启动,首次对长白山、五大连池和腾冲火山进行了较系统的监测与研究。但由于缺乏现代火山喷发案例,我国火山监测研究至今仍处于初级阶段[14]。试以同属地学的气象预报为参照系进行比较,气象预报已经历了从 “经验性预报”、“天气图预报”到 “数值预报”3个阶段。依靠气象卫星、各种高空探测及密集的地面站网等工具,获得覆盖广阔空间的随时间演进的天气图和 “锋面”图等反映天气变化基本特征的预测学科理论,使气象预报由经验性预报跃进到天气图预报,并为进入数值预报提供了基础事实和动力学模型约束。与气象预报相对比,可看出火山灾害预报当前仍处于依靠对时空域残缺信息的不完全归纳的初级阶段。目前,我国火山研究现状主要是关于新生代火山锥和火山岩的岩石地化特征及喷发动力学模型反演的基础性研究。

4.2 应对策略

由于火山的喷发具有一定的复发性,火山的分布具有很强的地域性,其影响范围相对集中,其喷发的前兆较明显,前兆时间相对较长。加之我们已进入地球空间信息学和数字地球的时代,多种空间测地、数字和信息技术正高速发展,实时为我们提供过去无法获得的大空间尺度的、整体动态的地球变化的多种四维定量信息。因此,我们应抓住这一机遇,充分发挥好这一优势。经总结,认为应从以下几方面着手。

4.2.1 火山灾害性评估

通过火山基础性研究,确定出几个复发概率较高的火山和地区,对其附近的地貌和构造进行分析,圈定出火山口可能形成的位置及岩浆和火山碎屑可能到达的危险区域,人类的活动尽量避开这些危险区域,从根本上降低火山的灾害性。

4.2.2 土地利用计划和建筑选址

对于新城市的规划和新建筑的建设选址一定要避开火山危险区域和可能造成次生灾害的区域。对于已经建立在火山附近的城市,迁移难度和成本较大,一定要建设相应的避险装置,规划好避险路线。

4.2.3 建立空、地、深相结合的立体动态监测系统

建立各种火山喷发前兆的监测台站,精确地监测火山喷发前兆,如火山地震、地表形变及火山流体等,并把地面观测台站逐步与空间测地系统统一在共同的地学参考框架内,这种框架可以是几何的、物理的,甚至是信息的,但必须是统一的,改变过去分散孤立互无联系的状态,以便以互补的方式共同为岩石圈中不同空间尺度区域现今时空演化过程的研究做出贡献。

4.2.4 前兆信息参量的积累和灾害识别系统的建立

不同的前兆指示着不同火山喷发信息,充分利用前兆反演岩浆活动状况。积累大量前兆信息参量,并建立现场应急监测前兆台阵和灾害识别系统,使得灾害监测信息更全面,灾害识别更智能。

4.2.5 开发集成数据处理软件

由于监测技术变得越来越先进和复杂,数据处理方法就越来越专业,所以有必要开发一个集成数据处理软件,简化处理步骤,明确处理结果,对抽象混合的原始数据精心处理和转化,经若干中心处理,去粗取精、去伪存真,做必要预处理和规范化之后,获得更直观、更形象的结果。

4.2.6 开发数字模拟实验室

通过长时间的基础研究,我们对火山的形成与演化都有了直观的认识。我们可以利用之前的研究成果,结合现在高速发展的计算机模拟技术,开发一个数字模拟实验室,根据前兆数据进行火山的宏观模拟实验,弥补传统小型实验室无法完成的大型实验,为更科学的研究火山提供一个实验平台和理论依据。

4.2.7 建立实时监测数据库

数据种类繁多,数据量大,实时性强,为了减少冗余,且让各种数据得到充分利用,我们可以通过Arcgis或SQL sever建立数据库,共享数据,提高数据的利用率。

4.2.8 信息资源共享

随着各种遥感数据和航空数据精度越来越高,各领域新的研究成果不断涌现。为了高效利用丰富的资源数据,我们应该充分应用好当前的网络优势,实现数据共享,提高数据利用率,加大各学科之间的联系,充分发挥各学科优势。

4.2.9 开发用户信息交流平台

监测结果最终面对的是广大非专业人士,因此,开发对应的网页及手机APP等应用软件,实时为用户提供共享、交流和查询平台,提供短信提醒服务。用户可以更清晰地了解灾害,咨询更全面的信息,研究人员也可以了解更多的用户需求,使得产品更人性化。

(作者电子信箱,李霓:lini67@sina.com)

[1]Cashman K V,Sparks R S J.How volcanoes work:A 25year perspective.Geol.Soc.Am.Bull.,2013,125(5-6):664-690.doi:10.1130/B30720.1

[2]Hickson C,Spurgeon T,Tilling R,et al.Factors influencing volcanic hazards and the morphology of volcanic landforms.Treatise on Geomorphology,2013,13:219-242

[3]Thouret J C,Németh K.Special issue on volcano geomorphology‘Landforms,processes andhazards’:Introduction.Geomorphology,2012,136(1):1-5

[4]Alessandro F,Marina B,Patrizia L,et al.A LiDAR survey of Stromboli volcano(Italy):Digital elevation model-based geomorphology and intensity analysis.Int.J.Remote Sens.,2010,31(12):3177-3194.doi:10.1080/01431160903154416

[5]Kervyn M,Ernst G G J,Goossens R,et al.Mapping volcano topography with remote sensing:ASTER vs.SRTM.Int.J.Remote Sens.,2008,29(22):6515-6538.doi:10.1080/01431160802167949

[6]Parrot J F.Tri-dimensional parameterization:An automated treatment to study the evolution of volcanic cones.Géomorphologie,2007,3(3):247-258

[7]Yosuke A,Teguh P S.Ground deformation associated with the eruption of Lumpur Sidoarjo mud volcano,east Java,Indonesia.J.Volcanol.Geotherm.Res.,2014,278-279:96-102

[8]Moiseenko K B,Malik N A.Estimates of total ash content from 2006and 2009explosion events at Bezymianny volcano with use of a regional atmospheric modeling system.J.Volcanol.Geotherm.Res.,2014,270(2):53-75

[9]Tony H,Arthur D J,Steven S.Precursory characteristics of the seismicity before the 6August 2012 eruption of Tongariro volcano,North Island,New Zealand.J.Volcanol.Geotherm.Res.,2014,286:294-302

[10]Dawson P,Chouet B.Characterization of very-long-period seismicity accompanying summit activity atKīlauea Volcano,Hawai′i:2007—2013.J.Volcanol.Geotherm.Res.,2014,278-279:59-85

[11]张大泉.中国第四纪火山.西南师范大学学报:自然科学版,1986(3):111-119

[12]刘若新,樊祺诚,魏海泉,等.中国活火山研究.地质论评,1999,45(增刊):3-15

[13]吴建平.中国大陆火山监测研究进展.地震地磁观测与研究,2005,26(5):1-10

[14]许建东.中国活动火山监测进展回顾.矿物岩石地球化学通报,2011,30(4):390-392

[15]隋建立,樊祺诚,赵勇伟,等.中国活动火山研究进展.矿物岩石地球化学通报,2011,30(4):361-364

[16]李霓.浅谈我国西部的火山活动及可能的火山灾害问题.矿物岩石地球化学通报,2002,21(1):35-38

[17]Siebert L,Simkin T,Kimberly P.Volcanoes of the World.California:University of California Press,2010,3:551-559

[18]Myers B,Brantley S R,Stauffer P,et al.What are volcano hazards?U.S.Geological Survey Fact Sheet 002-97.http:∥pubs.usgs.gov/fs/fs002-97

[19]杨学祥,韩延本,陈震,等.强潮汐激发地震火山活动的新证据.地球物理学报,2004,47(4):616-621

[20]Huff W D,Owen L A.Volcanic landforms and hazards.Treatise on Geomorphology,2013,5:148-192

[21]Guffanti M,Diefenbach A K,Ewert J W,et al.Volcano-monitoring instrumentation in the United States.U.S.Geological Survey Open-File Report 2009-1165,32-p.http://pubs.usgs.gov/of/2009/1165.USGS Open-File Report,2008,1-32

[22]Kuznetsov P K,Koulakov I Y.The three-dimensional structure beneath the Popocatépetl volcano (Mexico)based on local earthquake seismic tomography.J.Volcanol.Geotherm.Res.,2014,276(4):10-21

[23]Sicali S,Barbano M S,Salvatore D A,et al.Characterization of seismicity at Mt.Etna volcano(Italy)by inter-event time distribution.J.Volcanol.Geotherm.Res.,2014,270(2):1-9

[24]Agus B S,Philippe L,Sapari D,et al.Analysis of the seismic activity associated with the 2010eruption of Merapi Volcano,Java.J.Volcanol.Geotherm.Res.,2013,261(3):153-170

[25]Inza L A,Métaxian J P,Mars J I,et al.Analysis of dynamics of vulcanian activity of Ubinas volcano,using multicomponent seismic antennas.J.Volcanol.Geotherm.Res.,2014,270(2):35-52

[26]Niklas L,Ludovic B,Tullio R,et al.3-D density structure and geological evolution of Stromboli volcano (Aeolian Islands,Italy)inferred from land-based and sea-surface gravity data.J.Volcanol.Geotherm.Res.,2014,273(3):58-69

[27]Caracciolo F D,Nicolosi I,Carluccio R,et al.High resolution aeromagnetic anomaly map of Mount Etna volcano,Southern Italy.J.Volcanol.Geotherm.Res.,2014,277(3):36-40

[28]白登海,廖志杰.从MT探测结果推论腾冲热海热田的岩浆热源.科学通报,1994,39(4):344,347

[29]Gerald A G,Andrew V N,Michael W H,et al.Geodetic observations and modeling of time-varying deformation at Taal Volcano,Philippines.J.Volcanol.Geotherm.Res.,2014,271(2):11-23

[30]Oppenheimer C.Surveillance and mapping of volcanoes and their emissions by satellite remote sensing.Geography,1997,82(4):317-333

[31]Christopher G.Digital photogrammetry and GIS-based analysis of the bio-geomorphological evolution of Sakurajima Volcano,diachronic analysis from 1947to 2006.J.Volcanol.Geotherm.Res.,2014,280 (2):1-13

[32]赵慈平,冉华,陈坤华.由相对地热梯度推断的腾冲火山区现存岩浆囊.岩石学报,2006,22(6):1517-1528

[33]赵慈平,冉华,陈坤华.腾冲火山区壳内岩浆囊现今温度:来自温泉逸出气体CO2、CH4间碳同位素分馏的估计.岩石学报,2011,27(10):2883-2897

[34]Avellán D R,Macías J L,Pardo N,et al.Stratigraphy,geomorphology,geochemistry and hazard impli-cations of the Nejapa Volcanic Field,western Managua,Nicaragua.J.Volcanol.Geotherm.Res.,2012,213-214(2):51-71

An elementary introduction to 2014 global volcanic activities and the strategy of volcanic disaster prevention in China

Gong Liwen1,2),Li Ni1),Wei Haiquan1),Fan Qicheng1)
1)Key Laboratory of Active Tectonics and Volcano,Institute of Geology,China Earthquake Administration,Beijing 100029,China
2)Earthquake Administration of Chongqing Municipality,Chongqing 401147,China

As modern volcanic activities are rare in China,this paper mainly introduces the global volcanic activities and relevant strategies about disaster prevention by collecting the global volcano monitoring data.Through summarizing the global volcanic activities in 2014,we may have a new understanding about current active volcanoes distribution,patterns of their eruptions and volcanic disaster prevention.We can also get more information about monitoring methods and volcanic disaster mitigation by tracking the monitoring of Bardarbunga taken by Iceland government,hope to fill the blank of our experiences in volcano monitoring and emergency.We will learn some about advanced technologies in volcano monitoring and methods applied in volcanic information extraction based on the latest records.Considering the situation of volcano monitoring in China and the trend of relevant technology application,the authors give some suggestions as follows:on the one hand,we should make full use of advanced computer technology,do some intelligent processing for real time monitoring data and extract necessary information;on the other hand,we should share the latest monitoring records and advanced monitoring technology through the network,and provide a communication platform for the public in order to release the disaster information more intelligent,timely,visualized and humanized.

global volcanic dynamic;volcano monitoring;disaster prevention

P317;

A;

10.3969/j.issn.0235-4975.2015.11.004

2015-03-27;采用日期:2015-05-29。

国家自然科学基金项目 “云南腾冲大六冲火山机构及火山碎屑岩研究”(No.41472305)和中国地震局监测预报司项目 “全球典型火山事件跟踪”资助。

猜你喜欢
岩浆火山灾害
河南郑州“7·20”特大暴雨灾害的警示及应对
海底火山群
推动灾害防治工作实现新跨越
有趣的火山图
岩浆里可以开采出矿物质吗?
火山冬天——岩浆带来的寒冷
火山
地球变暖——最大的气象灾害
我是火山
狰狞的地球