多學科方法使我們能夠估計在其中一次發生後比斯特龍博利更強烈的爆炸重複發生的可能性
有“地中海燈塔”之稱的斯特龍博利火山是一座以低能量和持續性爆發活動著稱的火山，被稱為斯特龍博利火山活動。 這一特點一直對來自世界各地的遊客和火山學家具有強烈的吸引力。
然而，偶爾 - 正如最近發生在 3 年 28 月 2019 日和 XNUMX 月 XNUMX 日 - 更強烈和突然的爆炸會發生，這可能代表嚴重的危險，即所謂的“Strombolian paroxysms”。 上世紀初地質學家朱塞佩·麥卡利 (Giuseppe Mercalli) 已經描述過，在這些事件中，同時涉及更多的隕石坑，並噴發更多的火山碎屑物質。
研究目的 “Stromboli（意大利）的重大爆炸和突發事件：一個新的歷史目錄和具有不確定性量化的發生時間模型”， 剛剛發表在《自然》雜誌的“科學報告”上，可以估計斯特龍博利火山爆發的發生頻率，並驗證火山是否有自己的“記憶”，即是否有可能確定一次陣發性噴發之間的統計復發和下一個。 然後他試圖回答“這些更猛烈的爆炸現象發生的可能性有多大？”的問題。 以及“其中一個發生後，它們的可能性會增加多少？持續多長時間？”
為了回答這些問題，來自以下機構的一個研究團隊：Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia 義大利國家地球物理與火山研究所 (INGV) 和英國布里斯託大學共同編制了一份新的目錄，描述了 1879 年至 2020 年間斯特龍博利島發生的 180 起不同規模的劇烈爆炸事件。其中，記錄在案的 180 起爆炸事件中有 36 起是陣發性爆炸，類似 2019 年夏季發生的爆炸。
對於這項研究，研究人員批判性地評估了過去科學論文中描述的事件以及歷史和敘事文本中報導的信息，在客觀和同質的基礎上確定了爆炸活動的類型和強度，而不管故事的重點如何。
“我們開發的新目錄”, INGV 的首席研究員兼該研究的合著者 Massimo Pompilio 解釋說，“它使得通過對歷史來源的批判性分析來審查眾多事件的分類成為可能。 分析表明，過去 140 年的平均年發作率為 0.26 次/年，即大約每 4 年一次。 這一比率接近於過去十年的計算結果，但遠低於 40 年代，當時這些突發事件更為頻繁。 因此，這座火山在劇烈活動和相對平靜的時期交替出現。” “56年夏季的兩次發作之間觀察到的2019天的短暫時間跨度”, Massimo Pompilio 繼續說道， “因此，這種情況並不罕見。 在過去的 140 年中，事件間隔時間出現了五次甚至更短。 反之，從9年到15年，有44個無發作期持續了1959年到2003年，有一個無發作期甚至持續了XNUMX年。”
此信息在預測環境中也很有用，即估計這些現象未來發生的概率。
INGV 研究員、該研究的第一作者 Andrea Bevilacqua 解釋說： “當一種現象，如火山爆發，隨著時間的推移以不規則的間隔發生時，研究的是‘事件間時間’的分佈，即過去一次爆炸與下一次爆炸之間經過的時間。 特別是，事件間模型的開發使我們能夠計算爆炸發生的概率作為自該類型的最後一個事件以來經過的時間的函數。 從我們的研究中得出的一個重要證據涉及陣發性發作成群發生的趨勢。 再次根據過去 140 年的數據，我們估計有 50% 的概率在上一次發作後的 20 個月內發生突發事件，並且有 10% 的概率在不到兩個月的時間內發生； 另一方面，也有 XNUMX% 的可能性，十年以上不會再有新的突發事件發生。”
一個非常相似的火山“記憶”，儘管對發生的估計不同，考慮到陣發，也出現了所謂的“大爆炸”，爆炸比陣發更頻繁，但具有更少的能量和危險。
“這項研究表明，就發生比普通爆炸現象更猛烈的現象而言，斯特龍博利近年來如何經歷其近期歷史上最激烈的活動階段之一”， INGV 火山部主任、該研究的合著者 Augusto Neri 總結道。 “對斯特龍博利最強烈爆炸活動的“記憶”的估計將能夠對量化這些現象的危險做出重大貢獻，從而降低相關風險。 此外，數據分析表明存在一定程度影響火山爆發頻率的物理過程，使其並非完全隨機的噴發事件。 了解決定這種記憶的原因和物理機制代表了進一步的科學挑戰”.
已發表的研究具有本質上的科學價值，目前對民防方面沒有直接影響。
---
Stromboli，測量火山的“記憶”以估計爆發性噴發的可能性
一種多學科方法可以估計 Stromboli 剛發生時進一步強烈爆炸的可能性
斯特龍博利火山被譽為“地中海的燈塔”，是一座以其低能量但持續的爆炸性噴發而聞名的火山，這種行為在科學上被稱為斯特龍博利火山活動。 這一特點一直對來自世界各地的遊客和火山學家具有強烈的吸引力。
然而，偶爾 - 正如最近在 3 年 28 月 2019 日和 XNUMX 月 XNUMX 日發生的那樣 - 會發生更強烈和突然的爆炸，這可能代表嚴重的危險，即所謂的“Strombolian paroxysms”。 地質學家朱塞佩·麥卡利 (Giuseppe Mercalli) 在上個世紀初描述了這些更大規模的噴發，在此類事件中，斯特龍博利火山的幾個火山口同時活躍，火山碎屑物質的噴發量遠大於“正常”的火山爆發火山。
研究目的"Stromboli（意大利）的重大爆炸和突發事件：一個新的歷史目錄和具有不確定性量化的發生時間模型”，剛剛發表在“科學報告”雜誌上，旨在估計 Strombolian 陣發的發生頻率，並調查火山是否有自己的“記憶”，以統計術語證明，一次陣發性噴發與一次陣發性噴發之間的時間復發關係下一個。 該研究隨後解決了以下問題：“這些更猛烈的爆炸現象發生的可能性有多大？” 以及“其中一個剛剛發生後，它們變得更有可能，持續多長時間？”。
為了回答這些問題，來自國家地球物理和火山學研究所 (INGV) 和布里斯托爾大學 (英國) 的一組研究人員開發了一個新目錄，其中描述了 180 年至 1879 年斯特龍博利島發生的 2020 起不同規模的猛烈爆炸事件特別是，這些歷史性爆炸事件中有 36 起屬於更大的陣發性事件，類似於 2019 年夏季的事件。
在這項研究中，研究人員批判性地評估了過去科學著作中描述的事件以及歷史文獻中記錄的信息，在客觀和同質的證據基礎上確定爆炸活動的類型和強度——無論書面敘述是否誇張帳戶。
“我們開發的新目錄”， INGV 高級研究員兼該研究的共同作者 Massimo Pompilio 解釋說，“通過對歷史資料的批判性分析，可以審查眾多事件的分類。 從分析中可以看出，過去 140 年的平均年發作率為 0.26 次/年，即每 4 年左右一次。 這一比率接近於過去十年的計算結果，但遠低於上世紀 40 年代這些突發事件更為頻繁的情況。 因此，火山交替出現劇烈活動的時期和相對平靜的時期”。 “在 56 年夏季的兩次發作之間觀察到的短短 2019 天”， Massimo Pompilius 繼續說道，“因此，這種情況並不少見。 在過去的 140 年中，事件間隔時間有五次更短。 相反，從9年到15年，有44個無發作期持續了1959年到2003年，一個無發作期持續了XNUMX年”。
該信息在預測環境中也很有用，即估計這些火山現象未來發生的概率。
INGV 研究員、該研究的第一作者 Andrea Bevilacqua 解釋說：“當一種現象（如火山爆發）以不規則的時間間隔發生時，研究的是“事件間”時間的分佈，即一次爆炸與下一次爆炸之間經過的時間。 特別是，事件間模型的開發使我們能夠計算爆炸發生的概率作為自該類型的最後一個事件以來經過的時間的函數。 從我們的研究中得出的一個重要證據涉及突發性發作在群體中發生的趨勢。 仍然根據過去 140 年的數據，我們估計有 50% 的可能性在上一次發作後的 20 個月內發生髮作，並且有 10% 的可能性在不到兩個月的時間內發作； 另一方面，也有XNUMX%的概率，十幾年過去，沒有任何其他突發事件發生“。
如果與突發事件一起考慮所謂的“大爆炸”，則會出現火山的一種非常相似的“記憶”特性，儘管發生率不同。 後者的爆發比陣發更頻繁，但能量更小，危險性更小。
“這項研究表明，就最猛烈的普通爆炸現象的發生而言，斯特龍博利近年來如何經歷其近期歷史上最激烈的階段之一”, INGV 火山部主任兼該研究的合著者 Augusto Neri 總結道。 “對 Stromboli 最強烈爆炸活動的“記憶”的估計將對量化這些現象的危險做出重大貢獻，從而減少相關風險。 此外，對數據的分析表明，存在一個物理過程在一定程度上影響了火山爆發的頻率，使它們不是完全隨機的噴發事件。 了解決定這種記憶的原因和物理機制代表了進一步的科學挑戰”.
已發表的研究具有科學價值，對民防問題沒有直接影響。
圖1 - 在 (ae) 中，斯特龍博利五次不同發作的照片，即 1915 年、1959 年、2003 年和 2019 年（3 月 28 日和 XNUMX 月 XNUMX 日）的照片。
圖1 - 斯特龍博利五次不同發作的照片：1915 年、1959 年、2003 年和 2019 年（3 月 28 日和 XNUMX 月 XNUMX 日）的照片。
圖2 - 從 1879 年到 2020 年的發作次數累計計數。事件間隔時間小於一年的組用藍色虛線曲線突出顯示。 由大於 9 年的等待期分隔的六個發作序列的年份被標記。 右下角還顯示了兩次連續發作之間的最短和最長時期。
圖 2 - 1879 年至 2020 年間發作次數的累計計數。藍色虛線突出顯示事件間隔小於一年的組。 指出了間隔超過 9 年的六個發作序列的年份。 在右側，報告了陣發之間的最短和最長時期。
圖3 - 每日發作概率的示例，作為自上次發生相同類型事件後經過的月數的函數。 彩色帶顯示了與考慮兩種不同統計模型相關的不確定性。 根據泊松模型（實線），水平線表示在沒有火山記憶的假設下，每日發生概率為 0.1%（虛線）和過去 10 年和 25 年的平均發生率。
圖3 - 每日發作概率的示例，是自上次發生相同類型事件後經過的月數的函數。 彩色條帶顯示與所使用的兩種不同統計模型相關的不確定性。 根據泊松模型（連續線），在火山沒有記憶的假設下，水平線表示每日發生概率為 0.1%（虛線），以及過去 10 年和 25 年的平均發生率。