Keywords
aerodynamic noise
shock air waves
infrasound of fluctuation
Section
Abstract
The paper provides an overview of recent studies related to the shock-wave and acoustic effects in the atmosphere from volcanic eruptions. Brief description is given to the development of a new trend known as Acoustics from Volcanic Eruptions (AVE) and informational content of wave disturbances in the atmosphere regarding the dynamics of eruptions and parameters of explosive process. Wave disturbances in the atmosphere from volcanic eruptions were classified and presented in the paper to explain their unique nature.References
Адушкин В.В., Гостинцев Ю.А., Фирстов П.П. О природе воздушных волн при сильных эксплозивных извержениях // Вулканология и сейсмология. 1984. № 5. С. 3-11.
Алибидиров М.А. Модель высвобождения энергии при вулканических взрывах вулканского типа // Вулканология и сейсмология. 1987. № 4. С. 50-58.
Алибидиров М.А., Богоявленская Г.Е., Кирсанов И.Т., и др. Извержение вулкана Безымянный в 1985 г. // Вулканология и сейсмология. 1988. № 6. С. 3-17.
Богоявленская Г.Е., Брайцева О.А., Мелекесцев И.В. и др. Катастрофические извержения типа направленных взрывов на вулканах Сент-Хеленс, Безымянный, Шивелуч // Вулканология и сейсмология. 1985. № 2. С.3-26.
Горшков Г.С. Направленные вулканические взрывы // Геология и гео-физика. 1962. № 12. С. 41- 46.
Горшков Г.С., Богоявленская Г.Е. Вулкан Безымянный и особенности его последнего извержения 1955-1963 г. М.: Наука, 1965. 170 с.
Гостинцев Ю.А., Иванов Е.А., Куличков С.Н. и др. О механизме генерации инфразвуковых волн в атмосфере большими пожарами // ДАН. 1985. Т. 283. № 3. С. 573-576.
Гостинцев Ю.А., Шацких Ю.В. Генерация длинноволновых акустиче-ских возмущений в атмосфере всплывающими продуктами горения и взрыва // Препринт. Черниголовка, 1989. 34 с.
Докучаев М. М., Радионов В.Н., Ромашов А.Н. Взрывы на выброс. М.: Наука, 1963. 86 с.
Дрознин В.А. О природе вулканических извержений // Труды I город-ской конференции молодых ученых и специалистов. Петропавловск-Камчатский: Дальневосточное книжное из-во, 1969. С. 4-6.
Дубик Ю.М., Огородов Н.В., Абдурахманов А.А.и др. Начало нового эруптивного цикла активности вулкана Карымский в мае 1970 года // Бюл. вулканол. ст. 1972. № 48. С. 3-30.
Иванов Б.В. Извержение Карымского вулкана в 1962-1965 гг. и вулканы Карымской группы. М.: Наука, 1970. 131 с.
Ковалев Г.Н., Самойленко Б.И., Слезин Ю.Б. Воздушные вулканические взрывы // Докл. АН СССР. 1979. Т. 248. № 1. С. 310-314.
Коротков П.Ф. Об УВВ на значительных расстояниях от места взрыва // Изв. АН СССР ОТН. 1958. № 3. С. 85-87.
Кедринский В.К., Макаров А.И, Стебновский С.В., Такаяма К. Взрывное извержение вулканов: некоторые подходы к моделированию // ФГВ. 2005. Т. 42. № 6. С. 193-201.
Куличков С.Н. Дальнее распространение звука в атмосфере (обзор) // ФАО. 1992. Т. 28. № 4. С. 339-360.
Лучицкий И.В. Основы палеовулканологии. М.: АН СССР, 1971. Т. 1. 478 с.
Макдональд Г. Вулканы. М.: Мир, 1975. 431 с.
Пасечник И.П. Сейсмические и воздушные волны, возникшие при из-вержении вулкана Безымянный 30 марта 1956 г. // Изв. АН СССР. Сер. геоф. 1958. № 9. С. 1121-1126.
Ритман А. Вулканы и их деятельность. М.: Мысль, 1964. 158 с.
Руленко О.П., Ким К.П. Измерение акустического шума и высоты вы-бросов воды при извержении гейзеров Великан, Большой и Малый // Вулканология и сейсмология. 1987. № 4. С. 88-92.
Садовский М.А. Опытные исследования механического действия ударной волны взрыва // Труды сейсмол. ин-та. 1945. № 116. 114 с.
Слезин Ю.Б. Условия возникновения дисперсионного режима течения при вулканических извержениях // Вулканология и сейсмология. 1979. № 3. С. 69-76.
Слезин Ю.Б. Механизм вулканических извержений (стационарная мо-дель). М.: Научный мир, 1998. 127 с
Сторчеус А.В. К вопросу о природе вулканических взрывов // Вулканология и сейсмология. 1983. № 4. С. 72-78.
Сторчеус А.В. Исследование параметров воздушных волн Южного прорыва Толбачинского извержения // Вулканология и сейсмология. 1987. № 1. С. 62-68.
Сторчеус А.В., Самойленко Б.И. Исследования вулканических взрывов Толбачинского извержения с помощью киносъемки // Вулканология и сейсмология. 1983. № 5. С. 102-105.
Сторчеус А.В., Фирстов П.П., Озеров А.Ю. Возможный механизм генерации акустических и сейсмических волн при пульсирующем истечении газо-пепловой смеси на вулкане Карымском // Вулканология и сейсмология. 2006. № 5. С. 3-16.
Токарев П.И. Регистрация взрывов Ключевского вулкана в 1962 г. // Бюл. вулканол. ст. 1964. № 37. С. 52-59.
Токарев П.И. Гигантское извержение вулкана Шевелуч 12 ноября 1964 г. и его предвестники // Физика Земли. 1967. № 9. С. 11-22.
Токарев П.И., Фирстов П.П. Извержение вулкана Карымского в 1970-1973 гг. Геофизические исследования. Вулканизм островных дуг. М.: Наука, 1977. С. 65- 76.
Фирстов П.П. Особенности акустических и сейсмических волн, сопровождавших извержение вулкана Безымянный в 1983-1985гг. // Вулканология и сейсмология. 1988. № 2. С. 81-97.
Фирстов П.П. Реконструкция динамики катастрофического извержения вулкана Шивелуч 11 ноября 1964 г. на основании данных о волновых возмущениях в атмосфере и вулканическом дрожании // Вулканология и сейсмология. 1996. № 4-5. С. 33-47.
Фирстов П.П. Вулканические акустические сигналы диапазона 1.010 Гц и их связь с эксплозивным процессом. Петропавловск – Камчатский: из-во КамГПУ, 2003. 90 с.
Фирстов П.П. Особенности спектрального состава аэродинамического шума пароводяных скважин Мутновского геотермального месторождения (Камчатка) // Вулканология и сейсмология. 2005. № 4. C. 47-55.
Фирстов П.П. Длинноволновые акустические возмущения – источник информации о сильных эксплозивных землетрясениях // Материалы ежегодной конференции, посвященной Дню вулканолога. Петропавловск-Камчатский. 2007. С. 83-94.
Фирстов П.П., Адушкин В.В., Сторчеус А.В. Ударные воздушные волны, зарегистрированные во время Большого трещинного извержения в сентябре 1975 г. // ДАН. 1978а. Т. 259. № 5. С. 1078-1081.
Фирстов П.П., Лемзиков В.К., Руленко О.П. Сейсмический режим вулкана Карымского (1870-1973 гг.). Вулканизм и геодинамика. М.: Наука, 1978б. С. 161-179.
Фирстов П.П., Сторчеус А.В. Акустические сигналы, сопровождавшие извержение вулкана Ключевского в марте-июне 1983 года // Вулканология и сейсмология. 1987. № 5. С. 66-80.
Фирстов П.П., Суханов А.А., Пергамент В.Х., Радионовский М.В. Акустические и сейсмические сигналы от снежных лавин // ДАН. 1990. Т. 312. № 1. С. 67-71.
Фирстов П.П., Кравченко Н.М. О возможности использования воздушных волн для оценки количества эксплозивного газа, высвобождаемого во время вулканических извержений // Вулканология и сейсмология. 1995. № 4-5. С. 160-171.
Фирстов П.П., Филиппов Ю.А. Система хранения и обработки волно-вых возмущений в атмосфере от вулканических извержений // Вулканология и сейсмология. 1997. № 2. С. 36-46.
Фирстов П.П., Пономарев Е.А. Влияние магматической воды на ударно-волновые эффекты эксплозивных вулканических извержений // Материалы ежегодной конференции, посвященной Дню вулканолога. Петропавловск-Камчатский. 2008. С. 283-290.
Хренов А.П., Дубик Ю.М., Иванов Б.В. и др. Эруптивная деятельность вулкана Карымский за 10 лет (1970-1980) // Вулканология и сейсмология. 1982. № 4. С. 29-48.
Чунчузов И.П., Фирстов П.П. Особенности распространения акустического импульса от вулканичесих взрывов, происходящих в вершинном кратере вулкана Ключевского (Камчатка) // Вулканология и сейсмология. 1992. № 2. С. 96-106.
Alidibirov M.A., Dingwell D.B. Thee fragmentation mechanisms for highly viscous magma under rapid decompression // J. Volcan. Geotherm. Res. 2000. V. 100. № 1-4. P. 413-421.
Delclos C., et al. Processing and interpretation of microbarograph signals generated by the explosion of Mount St. Helens // J. Geophys. Res. 1990. V. 95. P. 5485-5494.
Donn W.L. Balachandran N.K. Mount St. Helens eruption of 18 May 1980: Air waves and explosive yield // Science. 1981. V. 213. P. 539.
Firstov P. P. Wave Perturbation in the atmosphere as a method of remote monitoring of volcanic eruptions // Intern. Volcanol. Congress. JAVEI. Ankara. 1994. P. 675.
Firstov P. P. Wave disturbances in the atmosphere as a source of information on dynamics of volcanic eruptions // EOS. 1996. V. 318-3 (F813).
Garces M.A., Hagerty M.T., Schwartz S.Y. Magma acoustics and time-varying melt properties at Arenal Volcano, Costa Rica // Geophys. Res. Let. 1998. V.25. № 13. P. 2293-2296.
Garces M., Iguchi M., Ishihara K., Morrissey M., Tsutsui T. Infrasonic precursors to a Vulcanian eruption at Sakurajima volcano, Japan // Geophys. Res. Let. 1999. V. 26. № 16. P. 2537-2540.
Garces M. A., McNutt S. R. Theory of the airborne sound field generated in a resonant magma conduit // J. Volcan. Geotherm. Res. 1997. № 78. P. 155-178.
Goerke V.H., Young J.M., Cooke R.K. Infrasonic observations of the May 16, 1963 volcanic explosion on the island of Bali // J. Geophys. Res. 1965. V. 70. № 24. P. 6017-6022.
Gordon W. and McGetchen Th. R., Acoustic noise from volcanoes: theory and experiments // Geophys. Astron. Soc. 1976. V. 45. № 3. P. 601-616.
Gorshkov G.S. Determination of the explosion energy in some volcanoes according to barograms // Bull. Volcanol. 1960. V. 23. Ser. 2. P. 141-144.
Hagerty M.T., et al. Analysis of seismic and acoustic observations at Arenal Volcano, Costa Rica, 1995-1997 // J. Volcan. Geotherm. Res. 2000. V. 101. № 1-2. P. 27-65.
Ishihara K. Dynamic analysis of volcanic explosion // J. Geodynamics. 1985. V. 3. № 3/4. P. 327-349.
Ishihara K., Igushi M., Kamo K. Emission of volcanic cloud gases on the process of a volcanic explosion //Annual Disaster Prevention Res. Inst. Kyoto Univ. 1983. V. 26. № B1. P.1-7.
Johnson J.B. On the relation between infrasound, seismicity, and small pyroclastic explosions at Karymsky volcano // J. Geophys. Res. 2007. V. 112. B08203.
Johnson J. B., Lees J.M., Gordeev E.I. Degassing explosions at Karymsky volcano, Kamchatka // Geophysical Research Letters, 1998. V. 25. № 21. P. 3999-4002.
Johnson J.B., Lees J.M. Plugs and chugs – seismic and acoustic observations of degassing explosions at Karymsky, Russia and Sangay, Ecuador // J. Volcan. Geotherm. Res. 2000. V. 101. № 1-2. P. 67-82.
Johnson J.B., Aster R.C., Kyle F.R. Volcanic eruptions observed infrasound // Geophys. Res. Let. 2004. V. 31. L14604.
Johnson J.B., Aster R.C. Relative partitioning of acoustic and seismic energy during Strombolian eruption // J. Volcan. Geotherm. Res. 2005. V. 148. P. 334-354.
Lighthill M.G. On sound generated aerodynamically. Part I. General theory // Proc. Roy. Soc. Ser. A. 1952. V. 211. P. 564-587.
Lighthill M.G. On sound generated aerodynamically. Part II. Turbulence as a sources of sound // Proc. Roy. Soc. Ser. A. 1954. V. 222. P. 1-32.
Livshits L. D., Bolhovitinov L. G. Weak shock in the eruption column // Nature. 1978. V. 267. № 5610. P. 420-421.
Minakami T. Fundamental research for predicting of volcanic eruptions. Part I // Bull. Earthquake Res. Ins. 1960. № 38. P. 497-544.
Mikomo T., Bolt B.A. Excitation mechanism of atmospheric pressure waves from the 1980 Mount St. Helens eruption // Geophys. J. R. astr. Soc. 1985. V. 81. P. 445-461.
Murayma N. Microbarographic waves associated with the explosions of Japanese volcanoes, 1960-1966. Quality G. of Seismol. 1969. V. 37. № 1. P. 13-18.
Nain I.A. Atmospheric shock waves and condensation clouds from Ngauruhoe explosive eruptions // Nature. 1976. V. 256. P. 190-191.
Pekeris F. The propagation of a pulse in the atmosphere // Proc. Roy. Soc. Am. 1939. V. 171. P. 131-149.
Press F., Harkrider D. Air-sea waves from the explosion of Krakatau // Seismic. 1966. V. 154. № 3754. P. 1325-1327.
Reed J. W. Air pressure waves from Mt. St. Helens eruptions // Presented at the American Geophysical Union Meeting in San Francisco, 1980. P. 1-13.
Reed J. W. Barograph recodes of Mount St. Helens eruptionsof May 18, 1980. Rep. 6/9/80, Sandia Natl. Lab. Environ. Res. Div. 1980. P. 31.
Reed J. W. Air pressure waves from Mount St. Helens eruptions // J. Geophys. Res. 1987. V. 92. P. 11979-11992.
Richards A. F. Volcanic Sounds: Investigation and Analysis // J. Geophys. Res. 1963. V. 68. № 3. P. 919-928.
Sparks R.S. The dynamics of bubble formation and growth in magmas: A review and analysis // J.V.G.R. 1978. V. 3. № 1/2. P. 1-37.
Tahira M. A. Study of the Infrosonic Wave in the Atmosphere (II) Infrasonic Waves Generated by the Explosions of the Volcano Sakura-jime // J. Meteorol. Soc. of Japan. 1982. V. 60. № 3. P. 896 - 907.
Tahira M. A. Study of the long Range Propagation of Infrasonic Waves in the Atmosphere (I) Observation of the Volcanic Infrasonic Waves Propagating through the Thermosphere Duct // J. Meteorol. Soc. of Japan. 1988. V. 66. № 1. P. 17-26.
Tanaka K., Kasahara M., Hori S. Research on Akita-Komage-take (II)-Focal depth of explosion earthquakes // Sci. Rep. Toh. Univ. Ser. V. Geop., 1974. V. 5. № 1. P. 9-18.
The 1980 eruptions of Mount St. Helens, Washington. Washington: D.C., 1981. 843 p.
Vergniolle S., Jaupart C. Separated two-phase flow and basaltic eruptions // J. Geophys. Res. 1986. V. 91. P. 12842-12860.
Vergniolle S., Brandeis G. Strombolian explosions 1. A large bubble breaking at the surface of a lava column as a source of sound // J. Geophys. Res. 1996. V. 101 (B9). P. 20433-20447.
Vergniolle S., Brandeis G., Mareschal J.C. Strombolian explosions 2. Eruption dynamics determined from acoustic measurements // J. Geophys. Res. 1996. 101 (B9). P. 20449-20466.
Vergniolle S., Caplan-Auerbach J. Acoustic measurements of the 1999 basaltic eruption. 2. Precursor to the subplinian phase // JVGR. 2004. № 137. P. 135-151.
Woulff G., McGetchin T. R. Acoustic noise from volcanoes: theory and experiment // Geophys. I. R. Astr. Soc. 1976. V. 45. P. 601-616.
Yamasato H. Infrasonic and seismic waves associated with lava dome activity of Unzen volcano // 50th Anniversary Showa Shinzan. 1995. P. 206-207.
Yamasato H. Fukui, K., Uhira, K. еt al. Analysis of Seismic and Acoustic Signals Excited by Pyroclastic Flows at Unzendake Volcano // Bull. Volcanol. Soc. Japan. 1993. V. 38. P. 79-90.
Yamasato H. Quantitative Analysis of Pyroclastic Flows Using Infrasonic and Seismic Data at Unzen Volcano, Japan // J. Phys. Earth. 1997. V. 45. P. 397-416.
Yamasato H. Nature of Infrasonic Pulse Accompanying Low Frequency Earthquake at Unzen Volcano, Japan // Bull. Volcanol. Soc. Japan. 1998. V. 43. № 1. P. 1-13.
Yokoyama I. A geophysical interpretation of the 1883 Krakatau eruption // J. Volcan. Geother. Res. 1981. V. 61. № 9. P. 359-378.
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.