پایش فعالیت آتشفشان با تحلیل هم زمان نسبت دامنه امواج لرزه ای و سرعت نسبی داده های نوفه های لرزه ای محیطی

از تابع همبستگی متقابل نوفه های لرزه ای محیطی به کرات برای نظارت بر فعالیت آتشفشان ها استفاده شده است. این روش معمولا محدود به آتشفشان های مجهز به شبکه های بزرگ و با ایستگاه های متراکم و باندپهن است. در این مقاله روشی پیشنهاد شده است که می تواند به طور خودکار و بدون نیاز به تجهیزات پیشرفته، تابع همبستگی متقابل نوفه های لرزه ای محیطی را محاسبه کند و با استفاده از آن، تغییرات سرعت نسبی و همچنین تغییرات نسبت دامنه های لرزه ای را به عنوان دو پیش نشانگر فوران، تحلیل و بررسی کند. برای این منظور از داده های لرزه ای پیوسته پنج ایستگاه لرزه نگاری نزدیک آتشفشان اتنا در ایتالیا استفاده شده است. ابتدا مولفه های قایم داده های روزانه به نگاشت های سی دقیقه ای تبدیل و پس از حذف میانگین، قسمت هایی از نگاشت با دامنه بیشتر از سه برابر جذر مربع میانگین حذف شدند. در ادامه، تابع همبستگی متقابل بین جفت ایستگاه ها محاسبه و در بازه های فرکانسی مختلف فیلتر شد. سپس تغییرات سرعت امواج لرزه ای با استفاده از بسته پایتون MSNoise و روش پنجره های متحرک طیف متقابل برای تمام ایستگاه ها محاسبه شد.در مرحله دوم، تجزیه و تحلیل نسبت دامنه های لرزه ای با روش SARA (Seismic Amplitude Ratio Analysis) انجام و نمودارهای نسبت دامنه ها رسم شد. در نهایت، با استفاده از آزمون تحلیل روند من- کندال و آزمون تخمین شیب سن، مقدار عددی شیب هر نمودار، جداگانه محاسبه شد. نتایج نشان دهنده کاهش سرعت نسبی به میزان 2/0 درصد و همچنین افزایش نسبت دامنه های امواج لرزه ای در 90 درصد جفت ایستگاه ها از چند روز قبل از فوران اصلی است. اندازه گیری خودکار و مداوم این دو پیش نشانگر و تلفیق نتایج آنها، می تواند پتانسیل این روش را برای بهبود روند نظارت بر آتشفشان ها به خوبی نشان دهد.