Results of Long-Term Observations of the Electric Field of the Atmosphere During the Eruption of Volcano Ebeko in the Period 2018‒2020

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

In order to study the processes of formation of Volume charges in the eruptive clouds of the eruptions of the Ebeko volcano in the period 2018‒2020, observations of the atmospheric electric potential gradient in the city of Severo-Kurilsk were carried out. 179 cases were recorded when the propagation of an eruptive cloud occurred in cloudless or low-cloud conditions and was accompanied by a response in variations of the atmospheric electric potential gradient. Four types of responses in variations of the potential gradient of the electric field of the atmosphere are revealed, it is shown that the type of recorded response is determined by the conditions of propagation of the eruptive cloud relative to the point of registration, and also determined by the relative location of the lower and upper regions of the eruptive cloud at the time of registration of the response. At the same time, the negative volume charge prevails in the eruptive cloud, which is localized in the upper region of the eruptive cloud, the positive volume charge is localized in the lower region. The data of field observations are consistent with the results of numerical modeling.

About the authors

R. R. Akbashev

Kamchatka Branch, Federal Research Center “Unified Geophysical Service of the Russian Academy of Sciences”; Schmidt Institute of Physics of the Earth, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: arr@emsd.ru
Russia, 683006, Petropavlovsk-Kamchatsky, bulvar Piipa, 9; Russia, 123242, Moscow, Bolshaya Gruzinskaya str., 10, bld. 1

E. O. Makarov

Kamchatka Branch, Federal Research Center “Unified Geophysical Service of the Russian Academy of Sciences”; Schmidt Institute of Physics of the Earth, Russian Academy of Sciences

Email: arr@emsd.ru
Russia, 683006, Petropavlovsk-Kamchatsky, bulvar Piipa, 9; Russia, 123242, Moscow, Bolshaya Gruzinskaya str., 10, bld. 1

References

  1. Адушкин В.В., Cоловьев С.П., Спивак А.А. Электрические поля техногенных и природных процессов. М.: Геос, 2018. 487 с.
  2. Акбашев Р.Р., Фирстов П.П. Феноменологическая модель формирования объемных электростатических зарядов в эруптивных облаках извержений вулкана Эбеко (о. Парамушир) // Материалы всероссийской конференции “Глобальная электрическая цепь”. Геофизическая обсерватория “Борок”, филиал Института физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. Ярославль: Филигрань, 2021. 69 с.
  3. Гирина О.А., Маневич А.Г., Мельников Д.В. и др. Активность вулканов Камчатки и Северных Курил в 2016 г. по данным KVERT // Материалы XX региональной научной конференции “Вулканизм и связанные с ним процессы”, посвященной Дню вулканолога, 30–31 марта 2017 г. Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВО РАН, 2017. С. 8–10.
  4. Дегтерев А.В., Чибисова М.В. Вулканическая активность на Курильских островах в 2019 г. // Геосистемы переходных зон. 2020. № 1. Т. 4. С. 93–102. https://doi.org/10.30730/2541-8912.2020.4.1.093-102
  5. Ефимов В.А., Орешкин Д.М., Фирстов П.П. и др. Применение электростатического флюксметра ЭФ–4 для исследований геодинамических процессов // Сейсмические приборы. 2013. Т. 49. № 4. С. 35–46.
  6. Климин Н.Н., Руленко О.П., Дъяконова И.И. Исследования электризации вулканического пепла при взаимодействии его с каплями воды // Вулканология и сейсмология. 1990. № 4. С. 67–75.
  7. Котенко Т.А., Сандимирова Е.И., Котенко Л.В. Извержения вулкана Эбеко (Курильские острова) 2016–2017 гг. // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. 2018. № 1. Вып. 37. С. 32–42.
  8. Котенко Т.А., Сандимирова Е.И., Котенко Л.В. Извержения вулкана Эбеко (Курильские острова) // Материалы ежегодной конференции, посвященной Дню вулканолога “Вулканизм и связанные с ним процессы”. Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВО РАН, 2019. С. 187–190.
  9. Руленко О.П. Экспериментальное исследование электризации вулканических облаков / Автореф. дисc. … канд. физ.-мат. наук. СПб., 1994. 16 с.
  10. Рыбин А.В., Чибисова М.В., Дегтерев А.В. Активность вулканов Курильских островов в 2016 г. // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. 2017. № 1. Вып. 33. С. 83–88.
  11. Фирстов П.П., Котенко Т.А., Акбашев Р.Р. Усиление эксплозивной активности вулкана Эбеко в апреле–июне 2020 г. // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. 2020. № 2. Вып. 46. С. 10–15. https://doi.org/10.31431/1816-5524-2020-2-46-10-15
  12. Чернева Н.В., Фирстов П.П. Формирование локального электрического поля атмосферы на Камчатке под влиянием природных процессов. Владивосток: Дальнаука, 2018. 127 с.
  13. Akbashev R.R., Firstov P.P., Cherneva N.V. Recording of atmospheric electrical potential gradient in the central part of Kamchatka peninsula // E3S Web Conf. 2018. V. 62. P. 1–8. https://doi.org/10.1051/e3sconf/20186202013
  14. Akbashev R.R., Firstov P.P. The response of the atmospheric electric potential gradient to the ash clouds of v. Shiveluch and v. Ebeko (Peninsula Kamchatka, Island Paramushir, Russia) / // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2019. 698: 044042. https://doi.org/10.1088/1757-899X/698/4/044042
  15. Behnke S.A., Thomas R.J., McNutt S.R. et al. Observations of volcanic lightning during the 2009 eruption of Redoubt Volcano // J. Volcanol. Geotherm. Res. 2013. V. 259. P. 214–234.
  16. Belousov A., Belousova M., Auer A. et al. Mechanism of the historical and the ongoing Vulcanian eruptions of Ebeko volcano, Northern Kuriles // Bull. of Volcanology. 2021. V. 83. Iss. 4. P. 3–24. https://doi.org/10.1007/s00445-020-01426-z
  17. Gorshkov G.S. Kurile Islands // Catalog of Active Volcanoes of the World and Solfatara Fields. 1958. 852 Rome, IAVCEI 7: 1‒99.
  18. Lacks D. J., Levandovsky A. Effect of particle size distribution on the polarity of triboelectric charging in granular insulator systems // J. of Electrostatics. 2007. V. 65. Es. 2. P. 107–112. https://doi.org/10.1016/j.elstat.2006.07.010
  19. Lane S.J., Gilbert J.S. Electric potential gradient changes during explosive activity at Sakurajima volcano, Japan // Bull. of Volcanology. 1992. V. 54. P. 590‒594.
  20. Mendez Harper J., Cimarelli C., Cigala V. et al. Charge injection into the atmosphere by explosive volcanic eruptions through triboelectrification and fragmentation charging // Earth and Planet. Science. 2021. Lett. 574. 117–162. Retrieved from https: www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0012821X21004179. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2021.117162
  21. Miura T., Koyaguchi T., Tanaka Y. Measurements of electric charge distribution in volcanic plumes at Sakurajima volcano Japan // Bull. of Volcanology. 2002. V. 64. P. 75–93.
  22. Tanakadate H. Volcanic activity in Japan during the period between July 1934 and October 1935 // Japanese J. Astr. Geophys. 1936. V. 13. P. 121.
  23. Walter T.R., Belousov A., Belousova M. et al. The 2019 Eruption Dynamics and Morphology at Ebeko Volcano Monitored by Unoccupied Aircraft Systems (UAS) and Field Stations // Remote Sens 12. 1961. 2020. https://doi.org/10.3390/rs12121961

Supplementary files


Copyright (c) 2023 Р.Р. Акбашев, Е.О. Макаров

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies