Les mesures GPS à Hawaii // GPS measurements in Hawaii

Le Global Positioning System (GPS) est un système américain de navigation par satellite conçu à l’origine pour des applications militaires, mais qui est devenu extrêmement populaire et largement utilisé. En plus de la constellation américaine, il existe trois autres systèmes de navigation par satellite (GNSS) dans le monde : GLONASS (Russie), Galilée (Europe) et BeiDou (Chine). Les nouveaux récepteurs GNSS peuvent suivre simultanément plusieurs constellations de satellites, ce qui améliore la précision.
À Hawaii, le HVO exploite un réseau GNSS de 67 stations réparties sur toute l’île, mais avec priorité aux zones de déformation telles que les zones de rift. Ces stations GNSS de haute précision fournissent des données aux scientifiques 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7.
Le principe de fonctionnement est le suivant : les satellites GNSS émettent des ondes radio qui se déplacent à la vitesse de la lumière et transmettent des informations sur la position exacte du satellite et l’heure actuelle. L’antenne au sol prend en compte les signaux radio de plusieurs satellites et les transmet au récepteur qui calcule l’emplacement exact selon un processus appelé trilatération. Un système GNSS de haute précision peut déterminer un emplacement avec une marge d’erreur de seulement quelques millimètres.

Actuellement, la constellation GPS américaine compte 33 satellites opérationnels en orbite à une altitude de 20 000 km. Pour localiser avec précision l’emplacement d’une station GNSS, le récepteur doit recevoir en continu des données pendant six heures au moment où les satellites traversent l’horizon en vue de la station. Quatre satellites sont nécessaires pour calculer un emplacement 3D, mais généralement un récepteur GNSS en suit huit ou plus pour calculer une position plus précise.
Plusieurs facteurs peuvent affecter le signal GNSS et la précision des emplacements qui en dépendent. L’ionosphère et la troposphère, couches de l’atmosphère à travers lesquelles se déplacent les ondes radio, peuvent retarder les signaux radio, mais cela peut être corrigé avec des modèles atmosphériques. Il est important que les antennes GNSS fonctionnent dans un environnement bien dégagé,  sans interférence d’objets comme des arbres ou des bâtiments.
Pour obtenir une vue globale des déformations d’un volcan, le HVO effectue également chaque année des mesures sur le terrain sur le Mauna Loa et le Kilauea. Au cours de ces missions, le personnel du HVO place des récepteurs GPS temporaires et des antennes sur des supports – des disques de laiton qui ont été arrimés au sol – et les scientifiques laissent l’équipement en place pendant quelques jours sur chaque site. Le support du récepteur montre généralement une croix à l’intérieur d’un triangle qui sert de point de référence pour le centrage de l’antenne.
Au cours de chaque mission de mesures, le personnel du HVO revient sur les sites de mesures afin de collecter les données et déterminer si la station a bougé. Les données ainsi collectées permettent de calculer à la fois la position horizontale et verticale – comme on le fait pour la latitude, la longitude et l’altitude – et ainsi d’évaluer les variations par rapport aux relevés précédents.
Des campagnes de levés GPS sont conduites sur le Mauna Loa et le Kilauea depuis le milieu des années 1990. Elles fournissent des données extraordinairement précises sur la déformation de ces volcans. En plus du Mauna Loa et du Kilauea, le Hualalai et l’Haleakala sont inspectés périodiquement (tous les trois à cinq ans) dans le cadre du programme de surveillance des volcans par le HVO.
Source: USGS / HVO.

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The Global Positioning System (GPS) is a US satellite-navigation system originally designed for military use but now an extremely popular and widely used technology. In addition to the US constellation, there are three other Global Navigation Satellite Systems (GNSS): GLONASS (Russia), Galileo (European) and BeiDou (China). New GNSS receivers can simultaneously track multiple constellations of satellites , which provides improved accuracy.

In Hawaii, HVO operates a 67-station GNSS network spread out across the island but concentrated near persistent deforming features like rift zones. These high-precision GNSS stations give scientists a 24/7 record.

GNSS satellites send out radio waves that travel at the speed of light and transmit information about the exact position of the satellite and the current time. The antenna on the ground listens to the radio signals from multiple satellites and passes them to the receiver which calculates the exact location using a process called trilateration. High-precision GNSS equipment and analysis can determine a location down to less than a centimetre.

Currently, the American GPS constellation has 33 operational satellites orbiting at an altitude of 20 000 km. To accurately pinpoint the location of a high-precision GNSS station, the receiver must continuously receive data for six hours as satellites arc across the horizon in view of the station. Only four satellites are needed to calculate a 3-D location, but typically a GNSS receiver will track eight or more to calculate a more precise position.

There are several factors that affect the GNSS signal and accuracy of derived locations. The ionosphere and troposphere, layers of the atmosphere through which the radio waves travel, introduce delays in the radio signals that can be corrected with atmospheric models. It is important for GNSS antennas to have enough clear “sky view” without object interference suchas trees or buildings.

To get a more complete view of the deforming volcano, HVO also conducts yearly campaign surveys on Mauna Loa and Kilauea. During these surveys, HVO staff place temporary GPS receivers and antennas on benchmarks – permanent brass disks that have been drilled into the ground – and leave the equipment in place for a couple of days at each site. The benchmark typically has a cross inside a triangle that serves as a reference point for centering of the antenna.

During each survey, HVO staff returns to these benchmarks to collect data and determine how the point has moved. Data collected allow to calculate both a horizontal and vertical location, similar to latitude, longitude, and altitude and thus to evaluate the change from prior surveys.

Campaign of GPS surveys have been conducted on both Mauna Loa and Kilauea since the mid-1990s, providing extraordinary records of volcano deformation. Along with Mauna Loa and Kilauea, Hualalai and Haleakala are surveyed periodically (every three to five years) as part of HVO’s volcano monitoring program.

Source : USGS / HVO.

Station GPS sur le flanc sud du Kilauea (Crédit photo : USGS)

Le jour où le Vésuve se réveillera…

Le spationaute Luca Parmitano, qui a récemment voyagé à bord de la station spatiale internationale (ISS), a pris une excellente photo du Vésuve et de la ville de Naples. En examinant le cliché, on se rend parfaitement du danger qui plane sur la conurbation napolitaine en cas d’éruption majeure du Vésuve, comme cela s’est produit, par exemple, en 1631. Un jour ou l’autre, il faudra évacuer des populations et les mettre à l’abri des fureurs du volcan. Il y a quelques années, Franco Barberi, alors à la tête de la Protection Civile italienne, me disait : «  Si j’évacue la population et qu’il n’y a pas d’éruption, je passe pour un imbécile ; si je n’évacue pas et que le volcan entre en éruption, je vais en prison. »

Connaissant les mentalités dans l’Italie du Sud, j’ai toujours dit qu’une telle évacuation se ferait dans la douleur. La Campanie, ce n’est pas le Japon ! Il existe malgré tout un Plan National d’Urgence (PNU) pour le Vésuve, qui est régulièrement mis à jour. Sa dernière révision a eu lieu en août 2018.

On peut lire que les autorités ont identifié une « nouvelle zone rouge », c’est-à-dire la zone pour laquelle l’évacuation de la population est la seule mesure préventive. Parallèlement, des jumelages ont été redéfinis avec les régions et les provinces susceptibles d’accueillir les personnes évacuées.

En 2015, la « nouvelle zone jaune » a été approuvée, c’est-à-dire la zone en dehors de la zone rouge exposée aux retombées importantes de cendres volcaniques et de matériaux pyroclastiques.

Le plan d’évacuation de la population de la zone rouge est en cours d’élaboration par la Région Campanie.

Les zones rouge et jaune ont été identifiées par le Département de la Protection Civile, sur la base des recommandations de la communauté scientifique et en collaboration avec la Région Campanie.

La nouvelle zone rouge, contrairement à celle identifiée dans le plan 2001, comprend, en plus d’une zone exposée aux coulées pyroclastiques (zone rouge 1), une zone soumise à un risque élevé d’effondrement des toits des bâtiments en raison de l’accumulation de matériaux pyroclastiques (zone rouge 2). La redéfinition de cette zone comprend également l’implication d’un certain nombre de municipalités qui ont pu indiquer, en accord avec la Région, quelle partie de leur territoire se trouvera dans la zone à évacuer par prévention.

La nouvelle zone rouge comprend 25 municipalités des provinces de Naples et de Salerne, soit 7 municipalités de plus que les 18 prévues dans le PNU de 2001. La directive du 14 février 2014 a identifié le jumelage entre les villes de zone rouge et les régions et provinces autonomes qui accueilleront la population évacuée.

La nouvelle zone jaune, officialisée par le Journal officiel du 19 janvier 2016, regroupe désormais 63 communes et trois districts de la ville de Naples. La définition de cette zone est basée sur des études et simulations récentes de la distribution au sol des cendres volcaniques produites par une éruption subplinienne qui est le scénario de référence. En particulier, la zone jaune comprend les territoires pour lesquels il est nécessaire de planifier l’intervention des moyens nationaux et régionaux pour gérer une éventuelle urgence. En effet, il est probable que les retombées de cendre seront de nature à provoquer l’effondrement des toitures, ce qui contraint les communes qui en font partie à adapter leurs plans d’urgence. Les retombées de cendres volcaniques peuvent avoir localement d’autres conséquences, comme le colmatage des égouts et le ralentissement de la circulation routière. Ces problèmes peuvent également affecter une vaste zone en dehors de la zone jaune.

Source : Protection Civile italienne.

Le Vésuve et la ville de Naples (Crédit photo: Luca Parmitano)

Carte montrant les zones Rouge et Jaune autour du Vésuve (Source: Protection Civile italienne)

Quelques nouvelles de la Soufrière (Guadeloupe) // Some news of Soufriere Volcano (Guadeloupe)

Voici quelques nouvelles de la Soufrière de la Guadeloupe. Le dernier bulletin mensuel de l’Observatoire Volcanologique et Sismologique date de décembre 2019, ce qui est rassurant. Cela signifie qu’aucun événement important n’a été observé depuis la fin de l’année dernière. Depuis le début 2018, l’OVSG assiste à un processus cyclique d’injection de gaz magmatiques profonds à la base du système hydrothermal à une profondeur entre 2 et 3 km sous le sommet. Ceci engendre un processus récurrent de surchauffe et de surpression du système hydrothermal qui se traduit, entre autres, par des phénomènes tels que des perturbations de la circulation des fluides hydrothermaux, des fluctuations de l’activité fumerolienne, ou encore une augmentation de la sismicité volcanique.

Sur la base des observations du mois de décembre 2019, le niveau d’alerte volcanique est maintenu à VIGILANCE = JAUNE

L’OVSG explique que la probabilité d’une activité éruptive à court terme reste faible. Cependant, compte tenu du regain d’activité sismique et fumerolienne enregistré depuis février 2018, un changement de régime du volcan a été constaté et on ne saurait exclure une intensification des phénomènes dans le futur. En conséquence, l’OVSG-IPGP est en état de vigilance renforcée.

En considération de l’évolution de la zone d’anomalie thermique au sommet et de la recrudescence de l’activité fumerolienne, accompagnée de l’apparition de nouveaux centres d’émission et de projection de boue, la Préfecture de Guadeloupe a institué en janvier 2019 un accès réglementé au sommet du volcan de la Soufrière, basé sur l’identification d’un périmètre de sécurité et sur l’interdiction à toute personne non autorisée de le franchir.

Source : OVSG.

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Here is some news of the Soufriere (Guadeloupe). The latest monthly bulletin released by the Volcanological and Seismological Observatory dates back to December 2019, which is reassuring. This means that no significant event has been observed since the end of last year. Since the beginning of 2018, OVSG has been observing a cyclic process of injection of deep magmatic gases at the base of the hydrothermal system at depths between 2 and 3 km beneath the summit. This generates a recurrent process of overheating and overpressure of the hydrothermal system which results, among other things, in phenomena such as disturbances in the circulation of hydrothermal fluids, fluctuations in fumarolic activity, or even an increase in volcanic seismicity .
Based on observations from December 2019, the volcanic alert level is kept at VIGILANCE (Watch) = YELLOW
OVSG explains that the probability of a short-term eruptive activity remains low. However, given the renewed seismic and fumarolic activity recorded since February 2018, a change in the regime of the volcano has been noted and an intensification of the phenomena in the future cannot be excluded. Consequently, the OVSG-IPGP observatiry is in a state of heightened vigilance.
In consideration of the evolution of the thermal anomaly zone at the summit and the resurgence of fumarolic activity, accompanied by the appearance of new mud emission and projection centers, the Prefecture of Guadeloupe established in January 2019 a regulated access to the summit of the Soufriere volcano, based on the identification of a security perimeter and the prohibition of any unauthorized person from crossing it.
Source: OVSG.

Crédit photo: Wikipedia

Volcans du monde // Volcanoes of the world

Voici quelques nouvelles de l’activité volcanique dans le monde:

Suite à une augmentation de la sismicité et de l’inflation de l’édifice volcanique, le PHIVOLCS a fait passer le niveau d’alerte du Kanlaon (Philippines) de 0 à 1 le 11 mars 2020.
La dernière éruption a eu lieu le 9 décembre 2017, avec un VEI 2.
L’entrée dans la zone de danger permanent (PDZ) d’un rayon de 4 km est strictement interdite en raison du risque d’éruptions phréatiques soudaines.
Le Kanlaon est le point culminant de l’île de Negros, l’une des nombreuses îles qui composent les Visayas, dans la partie centrale du pays.
Source: PHIVOLCS.

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Une coulée pyroclastique a été observée le 3 mars 2020 sur le flanc S du Semeru (Indonésie). L’événement a duré neuf minutes sur la base des données sismiques et la coulée a parcouru jusqu’à 2,3 km. Les panaches de cendre s’élèvent actuellement à 200 m de hauteur. Des matériaux incandescents sont éjectés à 10-50 m au-dessus du sommet; des coulées de lave de 500 à 1 000 m de longueur continuent d’être actives dans les ravines Kembar, Bang et Kobokan sur le flanc Sud. Le niveau d’alerte reste à 2 (sur une échelle de 1 à 4), et il est rappelé au public de rester en dehors d’un rayon de 1 km du sommet et de 4 km sur le flanc SSE.
Source: VSI.

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S’agissant de l’Etna (Sicile), l’INGV signale une activité éruptive continue dans le Voragine (VOR), le nouveau cratère Sud-Est (NSEC) et le cratère Nord-Est (NEC). Les explosions stromboliennes au sommet du cône qui s’est édifié dans la Voragine atteignent 150-200 m de hauteur. Une activité strombolienne partir d’une bouche à la base du flanc N du cône a été observée le 29 février. La lave continue de s’échapper d’une bouche au sommet d’un monticule de lave sur le flanc S du cône et elle s’écoule dans la Bocca Nuova. L’activité sporadique du cratère NE est de type strombolien, avec de faibles émissions de cendre. Des émissions de cendre sont également observées au niveau du cratère SE, à partir d’un cône dans la zone de selle entre l’ancien et le nouveau cratère.

Vous trouverez une synthèse des images de la webcam L.A.V.E. à cette adresse:

http://www.lave-volcans.com/phototheque_webcam_etna_images.php?datetri=202003&filtre=paroxysmes&fbclid=IwAR2QIvlP2G1esJcG4-3HVuU3V8pffddLPu_HVwHAd6Fr-SNWwQXiwopHX54

Boris Behncke (INGV Catania) a publié un article très intéressant sur l’altitude de l’Etna:

https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2020/03/10/les-altitudes-de-letna-sicile-mt-etnas-altitudes-sicily/

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L’activité du Stromboli (Sicile) se caractérise actuellement par les traditionnelles explosions stromboliennes, principalement à partir de trois bouches dans la zone cratèrique nord et au moins trois bouches dans la zone cratèrique centre-sud. Les explosions dans la zone nord éjectent des matériaux dont certains blocs descendent la Sciara del Fuoco jusqu’à la côte.
Source: INGV.

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Au Kamchatka, le niveau d’alerte est maintenu à l’Orange sur le  Klyuchevskoy, le Sheveluch et l’Ebeko, et auJaune sur le Bezymianny.

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De faibles panaches de vapeur s’ékèvent toujours au-dessus de Volcano Island sur le Taal (Philippines). Il y a encore 4 212 personnes dans 11 centres d’évacuation ; 32 ​​631 autres personnes vivent dans d’autres endroits. Le niveau d’alerte reste à 2 (sur une échelle de 0 à 5). PHIVOLCS recommande de ne pas entrer sur Volcano Island car la zone a été définie comme zone de danger permanent.
Source: PHIVOLCS.

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D’importantes émissions de gaz sont observées à White Island (Nouvelle-Zélande), mais les quantités de CO2 et de SO2 ont diminué depuis l’éruption du 9 décembre 2019. Les gaz fumerolliens et les cinq lobes de lave dans la bouche principale à l’intérieur du cratère restent très chauds avec une température maximale de 746°C. Le niveau d’alerte volcanique reste à 2 et la couleur de l’alerte aérienne est maintenue à Jaune.
Source: GeoNet.

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Le complexe volcanique Antillanca-Casablanca n’est pas le plus connu des volcans chiliens. Il s’agit d’un groupe de cônes de scories, de maars et de petits stratovolcans couvrant une superficie de 380 km2 dans la région de Los Lagos.
Le SERNAGEOMIN a fait passer le niveau d’alerte de ce complexe volcanique du Vert au Jaune le 11 mars 2020 car un essaim sismique de 73 événements a été détecté depuis le 9 mars. La dernière éruption de ce complexe volcanique a eu lieu au volcan Casablanca en 230 avant notre ère (± 200 ans) avec un VEI 5.
Les 73 événements sismiques viennent s’ajouter à d’autres épisodes détectés fin janvier et août 2019 ; ils étaient supérieurs au niveau d’activité habituel de ce volcan.
Source: SERNAGEOMIN.

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Here is some news about volcanic activity around the world:

Due to an increase in seismicity and inflation of the volcanic edifice, PHIVOLCS raised the alert status for Kanlaon volcano (Philippines) from 0 to 1 on March 11th, 2020.

The last eruption took place on December 9th, 2017, with a VEI 2.

Entry into the 4-km radius Permanent Danger Zone (PDZ) is strictly prohibited due to the risk of sudden phreatic eruptions.

Kanlaon is the highest point on Negros Island, one of the many islands that comprise the Visayas, in the central part of the country.

Source: PHIVOLCS.

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A pyroclastic flow was observed on March 3rd, 2020 on Semeru’s S flank (Indonesia). The event lasted nine minutes based on seismic data, and travelled as far as 2.3 km. Ash plumes are currently rising 200 m high. Incandescent material is ejected 10-50 m above the summit; lava flows 500-1,000 m long continue to be active in the Kembar, Bang, and Kobokan drainages on the S flank. The alert level remains at 2 (on a scale of 1-4), and the public is reminded to stay outside of a 1-km radius from the summit and 4 km on the SSE flank.

Source : VSI.

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In Sicily, INGV is reporting continuing eruptive activity at Etna’s Voragine Crater (VOR), New Southeast Crater (NSEC), and Northeast Crater (NEC). Strombolian explosions from the vent at the top of the cone in VOR crater eject material sometimes 150-200 m high. Strombolian activity from a vent at the base of the N flank of the cone was observed on 29 February. Lava continues to effuse from the vent on top of a lava mound on the S flank of the cone and flow into the adjacent Bocca Nuova Crater. Activity at NEC was characterized by discontinuous Strombolian activity and periodic emissions of diffuse ash plumes.  Ash emissions are still observed at the NSEC, originating from a cone in the saddle area.

Images of the L.A.V.E. webcam can be found at this address:

http://www.lave-volcans.com/phototheque_webcam_etna_images.php?datetri=202003&filtre=paroxysmes&fbclid=IwAR2QIvlP2G1esJcG4-3HVuU3V8pffddLPu_HVwHAd6Fr-SNWwQXiwopHX54

Boris Behncke (INGV Catania) has released a very interesting article about the altitude of Mt Etna:

https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2020/03/10/les-altitudes-de-letna-sicile-mt-etnas-altitudes-sicily/

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Activity at Stromboli (Sicily) is currently characterized by the ongoing explosive activity mainly from three vents in the north crater area and at least three vents in the south-central crater area. The explosions in the northern area eject tephra that fall onto the flanks and some blocks roll down the Sciara del Fuoco to the coast.

Source: INGV.

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In Kamchatka, the alert level is kept at Orange for Klyuchevskoy, Sheveluch and Ebeko, and at Yellow for Bezymianny.

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Weak steam plumes are still rising above Taal’s Volcano Island (Philippines). There are still 4,212 people in 11 evacuation centres, and an additional 32,631 people are staying at other locations. The alert level remains at 2 (on a scale of 0-5). PHIVOLCS recommends no entry onto Volcano Island, as the area has been defined as the Permanent Danger Zone.

Source: PHIVOLCS.

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Elevated gas emissions are observed at White Island (New Zealand), but CO2 and SO2 fluxes have decreased since the 9 December 2019 eruption. Fumarolic gases and the five lobes of lava in the main vent remain very hot with a maximum temperature of 746°C. The volcanic alert level remains at 2 and the aviation colour code at Yellow.

Source: GeoNet.

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The Antillanca-Casablanca volcanic complex is not the best known of Chilean volcanoes. It is a cluster of scoria cones, maars, and small stratovolcanoes covering an area of 380 km2 in the Los Lagos area.

SERNAGEOMIN raised the alert level for the volcanic complex from Green to Yellow on March 11th, 2020 because a swarm of 73 events has been detected since March 9th. The last eruption at this volcanic complex took place at the Casablanca volcano in 230 BCE (± 200 years) with a VEI 5.

The 73 tremors were added to other episodes detected late January and August 2019, which were higher than the usual activity level of this volcano.

Source : SERNAGEOMIN.

L’Etna vu par la webcam de L’Association Volcanologique Européenne (L.A.V.E.)