预测天气本身就已经够难了——随便问问任何一名气象学家就知道了。但想象一下，如果你需要构建明日天气图所需的所有数据都深埋地下，完全无法获取，而且你必须为每个地点使用完全不同的模型，因为休斯顿（德克萨斯州）的天气规则与博伊西（爱达荷州）的天气规则截然不同，那么情况会有多困难。
这些只是火山学家在尝试像我们经常预测风暴那样准确预测火山喷发时面临的一些挑战。但尽管这些挑战非常艰巨，但与几十年前相比，GPS技术和其他遥感技术的广泛普及使它们变得更加容易克服。
在周三发布于《地球科学前沿》（Frontiers in Earth Science）杂志上的一项研究中，法国地质科学研究所（ISTerre）的火山学博士生Mary Grace Bato及其同事详细介绍了如何将天气预报技术应用于火山喷发，这可能为火山预报出现在阿拉斯加或冰岛等地的天气预报旁边奠定基础。
目前，世界各地的许多火山都受到监测，以发现活动迹象（尽管其中一些计划的资金将被削减）。监测可以帮助城市、城镇和居民为火山喷发做好准备，并且当监测站检测到火山喷发可能迫在眉睫时，可以挽救生命。例如，1991年皮纳图博火山喷发前，地方政府的疏散行动挽救了5000多人的生命。
但实时火山监测的稳健性仍然远不如天气预报。“我们可以观察一座火山并对其进行监测，”Bato说，“但我们没有能力预测火山的长期或短期演变。”
这就是GPS发挥作用的地方。卫星现在可以追踪地面的移动以及地面随时间的位置变化。这很重要，因为火山下方的巨大岩浆库几乎不可能直接观测到，只能根据它们在地表引起的移动来监测。
为了想象一个岩浆库，Bato说你应该“把它想象成火山下方的气球，里面的空气就是岩浆。”
当这个“气球”随着岩浆涌入而膨胀时，它会挤压上方的岩石和土壤层。“使用真实的GPS数据，我们可以看到火山正在膨胀，”Bato说。
这是火山喷发可能迫在眉睫的迹象之一。在这项新研究中，Bato及其同事表明，通过将卫星GPS数据与现有的火山功能模型相结合，并应用天气预报技术（也称为数据同化），他们可以预测哪些情况会导致喷发。
这与气象学家如何从世界各地获取实时数据和测量结果，并将其与天气模型结合起来预测风暴或热浪的路径类似。
虽然天气模型相当稳健——尽管关于哪个模型更好仍有争议——但火山学模型仍处于早期发展阶段，适用于夏威夷火山的模型不一定适用于印度尼西亚或俄罗斯的火山。
但Bato的技术具有灵活性。“这项技术的优点在于，你可以更换使用的模型。你可以根据你想要观测的火山的适用情况来插入它，”Bato说。唯一的要求是模型必须包含一个时间要素，能够考虑到火山随时间的行为。
到目前为止，该技术仅应用于模拟，但Bato及其同事目前正在冰岛的格里姆火山（Grimsvotn）——该火山在2011年有明显喷发——以及阿拉斯加的奥克莫克火山上测试他们的方法。
Bato希望，随着火山喷发模型的日益稳健，火山预测可能会变得更加普遍，最终帮助生活在火山阴影下的人们和社区更好地为他们面临的危险做好准备。“要达到那里还有很长的路要走，但这一个伟大的开端，”Bato说。
