Published June 5, 2020
| Version v1
Publication
Open
Continuous monitoring of the 2015–2018 Nevado del Ruiz activity, Colombia, using satellite infrared images and local infrasound records
Creators
- 1. Colombian Geological Survey
- 2. Association for the Development of Earthquake Prediction
- 3. The University of Tokyo
Description
Abstract Nevado del Ruiz Volcano (NRV) had a phreatomagmatic eruption in 1985. The eruption partially melted the volcano's ice cap leading to floods and lahars flowing down to nearby towns, which killed at least 25,000 people. This event has raised particular importance of monitoring activity including small eruptions at ice-capped high-altitude volcanoes. However, the high altitude makes it difficult to maintain monitoring stations near the summit crater. Moreover, the visibility of the summit area is frequently prevented by clouds. In this paper, we report the results of a feasibility study for detecting thermal anomalies and small eruptions using satellite thermal remote sensing and ground-based infrasound technique. We newly included South and Central America to the observation areas of the near-real-time monitoring system of the active volcanoes, which uses infrared images from satellites. We also operated three infrasound stations in the distances of 4–6 km from the active crater. Each of the stations consisted of a pair of infrasound sensors, and a cross-correlation technique was applied. The thermal and infrasound data acquisition started in August 2015 and December 2016, respectively, and recorded the recent dome-forming activity of NRV. We proposed parameters representing the visibility of the thermal anomalies and infrasound signals. These parameters are useful for monitoring because the severe weather condition at NRV frequently prevents signal detections. We discussed the detected thermal anomalies and infrasound signals in comparison with their visibilities and the changes in the volcanic activity of NRV reported by the local observatory. The thermal anomaly and infrasound detections were consistent with the high eruptive activity occurring at the NRV from October 2015 to May 2017 and its subsequent decline. Within the active period, there were breaks in the detections of thermal anomaly and infrasound. The visibility analyses allowed us to interpret the breaks as a result of bad weather conditions and to distinguish them from the confirmed low-activity periods after May 2017.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
شهد بركان نيفادو ديل رويز (NRV) ثورانًا سحريًا في عام 1985. أدى الثوران جزئياً إلى ذوبان الغطاء الجليدي للبركان مما أدى إلى فيضانات وانهيارات تتدفق إلى المدن المجاورة، مما أسفر عن مقتل ما لا يقل عن 25000 شخص. وقد أثار هذا الحدث أهمية خاصة لرصد النشاط بما في ذلك الانفجارات الصغيرة في البراكين ذات الارتفاعات العالية المغطاة بالجليد. ومع ذلك، فإن الارتفاع العالي يجعل من الصعب الحفاظ على محطات المراقبة بالقرب من فوهة القمة. علاوة على ذلك، غالبًا ما تمنع الغيوم رؤية منطقة القمة. في هذه الورقة، نبلغ عن نتائج دراسة جدوى للكشف عن الشذوذ الحراري والانفجارات الصغيرة باستخدام الاستشعار عن بعد الحراري بالأقمار الصناعية وتقنية الموجات دون الصوتية الأرضية. أدرجنا أمريكا الجنوبية والوسطى حديثًا في مناطق المراقبة في نظام الرصد شبه الفوري للبراكين النشطة، والذي يستخدم صور الأشعة تحت الحمراء من الأقمار الصناعية. كما قمنا بتشغيل ثلاث محطات دون صوتية على مسافات 4–6 كم من الحفرة النشطة. وتألفت كل محطة من المحطات من زوج من أجهزة الاستشعار دون الصوتية، وتم تطبيق تقنية الترابط المتبادل. بدأ الحصول على البيانات الحرارية ودون الصوتية في أغسطس 2015 وديسمبر 2016، على التوالي، وسجل النشاط الأخير لتشكيل القبة لـ NRV. اقترحنا معلمات تمثل رؤية الشذوذ الحراري والإشارات دون الصوتية. هذه المعلمات مفيدة للمراقبة لأن حالة الطقس القاسية في NRV تمنع في كثير من الأحيان اكتشاف الإشارات. ناقشنا الشذوذات الحرارية المكتشفة والإشارات دون الصوتية مقارنة برؤيتها والتغيرات في النشاط البركاني لـ NRV التي أبلغ عنها المرصد المحلي. كانت الشذوذ الحراري والاكتشافات دون الصوتية متسقة مع النشاط البركاني المرتفع الذي حدث في NRV من أكتوبر 2015 إلى مايو 2017 وانخفاضه اللاحق. خلال الفترة النشطة، كانت هناك فواصل في اكتشافات الشذوذ الحراري والموجات تحت الصوتية. سمحت لنا تحليلات الرؤية بتفسير فترات الراحة نتيجة لسوء الأحوال الجوية وتمييزها عن فترات النشاط المنخفض المؤكدة بعد مايو 2017.Translated Description (French)
Le volcan Abstrait Nevado del Ruiz (NRV) a eu une éruption phreatomagmatique en 1985. L'éruption a partiellement fait fondre la calotte glaciaire du volcan, entraînant des inondations et des lahars vers les villes voisines, qui ont tué au moins 25 000 personnes. Cet événement a soulevé l'importance particulière de la surveillance de l'activité, y compris les petites éruptions dans les volcans de haute altitude recouverts de glace. Cependant, l'altitude élevée rend difficile le maintien de stations de surveillance près du cratère sommital. De plus, la visibilité de la zone du sommet est fréquemment empêchée par les nuages. Dans cet article, nous rapportons les résultats d'une étude de faisabilité pour la détection d'anomalies thermiques et de petites éruptions à l'aide de la télédétection thermique par satellite et de la technique des infrasons au sol. Nous avons récemment inclus l'Amérique du Sud et l'Amérique centrale dans les zones d'observation du système de surveillance en temps quasi réel des volcans actifs, qui utilise des images infrarouges provenant de satellites. Nous avons également exploité trois stations d'infrasons à des distances de 4 à 6 km du cratère actif. Chacune des stations était composée d'une paire de capteurs d'infrasons, et une technique de corrélation croisée a été appliquée. L'acquisition des données thermiques et infrasonores a commencé en août 2015 et décembre 2016, respectivement, et a enregistré la récente activité de formation de dôme de NRV. Nous avons proposé des paramètres représentatifs de la visibilité des anomalies thermiques et des signaux infrasonores. Ces paramètres sont utiles pour la surveillance car les conditions météorologiques extrêmes à NRV empêchent fréquemment la détection de signaux. Nous avons discuté des anomalies thermiques détectées et des signaux infrasonores en comparaison avec leurs visibilités et les changements dans l'activité volcanique de NRV rapportés par l'observatoire local. Les détections d'anomalies thermiques et d'infrasons étaient cohérentes avec la forte activité éruptive survenue au NRV d'octobre 2015 à mai 2017 et son déclin ultérieur. Au cours de la période active, il y a eu des ruptures dans les détections d'anomalie thermique et d'infrasons. Les analyses de visibilité nous ont permis d'interpréter les ruptures dues aux mauvaises conditions météorologiques et de les distinguer des périodes de faible activité confirmées après mai 2017.Translated Description (Spanish)
El volcán abstracto Nevado del Ruiz (VRN) tuvo una erupción freatomagmática en 1985. La erupción derritió parcialmente la capa de hielo del volcán, lo que provocó inundaciones y lahares que fluyeron hacia las ciudades cercanas, que mataron al menos a 25.000 personas. Este evento ha aumentado la importancia particular de la actividad de monitoreo, incluidas pequeñas erupciones en volcanes de gran altitud cubiertos de hielo. Sin embargo, la gran altitud dificulta el mantenimiento de estaciones de monitoreo cerca del cráter de la cumbre. Además, la visibilidad de la zona de la cumbre se ve frecuentemente impedida por las nubes. En este artículo, informamos los resultados de un estudio de factibilidad para detectar anomalías térmicas y pequeñas erupciones utilizando la teledetección térmica satelital y la técnica de infrasonido terrestre. Incluimos recientemente a América del Sur y Central en las áreas de observación del sistema de monitoreo casi en tiempo real de los volcanes activos, que utiliza imágenes infrarrojas de satélites. También operamos tres estaciones de infrasonido en las distancias de 4–6 km del cráter activo. Cada una de las estaciones consistía en un par de sensores infrasónicos, y se aplicó una técnica de correlación cruzada. La adquisición de datos térmicos e infrasónicos comenzó en agosto de 2015 y diciembre de 2016, respectivamente, y registró la actividad reciente de formación de cúpulas de VRN. Proponemos parámetros representativos de la visibilidad de las anomalías térmicas y señales infrasónicas. Estos parámetros son útiles para el monitoreo porque las condiciones climáticas severas en NRV con frecuencia impiden las detecciones de señales. Discutimos las anomalías térmicas detectadas y las señales infrasónicas en comparación con sus visibilidades y los cambios en la actividad volcánica de VRN reportados por el observatorio local. La anomalía térmica y las detecciones de infrasonidos fueron consistentes con la alta actividad eruptiva que se produjo en el VRN desde octubre de 2015 hasta mayo de 2017 y su posterior disminución. Dentro del periodo activo hubo rupturas en las detecciones de anomalía térmica e infrasonidos. Los análisis de visibilidad permitieron interpretar las pausas como consecuencia de las malas condiciones meteorológicas y distinguirlas de los periodos confirmados de baja actividad posteriores a mayo de 2017.Files
s40623-020-01197-z.pdf
Files
(5.7 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:95e4e64bee632b44557fe1bb61c9e2d6
|
5.7 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- الرصد المستمر لنشاط نيفادو ديل رويز 2015–2018، كولومبيا، باستخدام صور الأقمار الصناعية بالأشعة تحت الحمراء وسجلات الموجات تحت الصوتية المحلية
- Translated title (French)
- Surveillance continue de l'activité du Nevado del Ruiz 2015–2018, en Colombie, à l'aide d'images infrarouges satellitaires et d'enregistrements infrasonores locaux
- Translated title (Spanish)
- Monitoreo continuo de la actividad del Nevado del Ruiz 2015–2018, Colombia, utilizando imágenes infrarrojas satelitales y registros de infrasonidos locales
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3033810821
- DOI
- 10.1186/s40623-020-01197-z
References
- https://openalex.org/W106375614
- https://openalex.org/W1499918922
- https://openalex.org/W1566642842
- https://openalex.org/W1932269109
- https://openalex.org/W1952709518
- https://openalex.org/W1984717070
- https://openalex.org/W1987965720
- https://openalex.org/W1988732405
- https://openalex.org/W2001975904
- https://openalex.org/W2009949171
- https://openalex.org/W2018156417
- https://openalex.org/W2024439870
- https://openalex.org/W2036221985
- https://openalex.org/W2051646067
- https://openalex.org/W2052757920
- https://openalex.org/W2059980937
- https://openalex.org/W2072576790
- https://openalex.org/W2073346505
- https://openalex.org/W2074281128
- https://openalex.org/W2075733584
- https://openalex.org/W2082696975
- https://openalex.org/W2083073290
- https://openalex.org/W2093968726
- https://openalex.org/W2108031910
- https://openalex.org/W2113091736
- https://openalex.org/W2121571008
- https://openalex.org/W2147438696
- https://openalex.org/W2152494929
- https://openalex.org/W2160037192
- https://openalex.org/W2172212813
- https://openalex.org/W2308270823
- https://openalex.org/W2313092836
- https://openalex.org/W2344174849
- https://openalex.org/W2414225049
- https://openalex.org/W2602772114
- https://openalex.org/W2883006360
- https://openalex.org/W2888775294
- https://openalex.org/W2898806021
- https://openalex.org/W2900411402
- https://openalex.org/W2915038813
- https://openalex.org/W2946166710
- https://openalex.org/W2954800327
- https://openalex.org/W2990572137
- https://openalex.org/W2995440496
- https://openalex.org/W4211015946
- https://openalex.org/W4235791188
- https://openalex.org/W4244853142
- https://openalex.org/W4289253581
- https://openalex.org/W776852714