L'eruzione del 2010 dell'Eyjafjallajӧkull, Islanda. Credito:Susanna Jenkins
Nuova ricerca, guidato dall'Università di Bristol, ha fornito nuove informazioni su come enormi pennacchi di cenere vulcanica, che può perturbare in modo critico l'aviazione e causare un forte impatto a terra, vengono trasportati nell'atmosfera.
Nel 2010, l'eruzione del vulcano islandese Eyjafjallajӧkull ha causato un caos di viaggio diffuso, con la cancellazione di più di 100, 000 voli e perdite economiche di 200 milioni di dollari al giorno.
Utilizzando modelli meteorologici ad alta risoluzione delle eruzioni vulcaniche sull'isola caraibica di St Vincent, la ricerca, pubblicato oggi sulla rivista Rapporti scientifici , mira a migliorare il modo in cui rispondiamo alle eruzioni vulcaniche esplosive, e una migliore previsione della dispersione delle ceneri vulcaniche.
Un team internazionale di ricercatori provenienti da istituzioni tra cui le Università di Bristol, Anglia orientale, Oxford, Kyoto, L'Osservatorio della Terra di Singapore e delle Indie Occidentali ha mostrato come sia l'interazione della dinamica dell'atmosfera con i pennacchi vulcanici a produrre i complessi schemi di trasporto della cenere che minacciano l'aviazione e causano impatti al suolo.
Il team ha utilizzato una combinazione di modelli meteorologici ad alta risoluzione, archivi di osservazioni storiche di eruzioni, e misurazioni sul campo dei depositi di cenere, ricostruire due eruzioni della Soufrière St Vincent, un vulcano insulare dei Caraibi.
L'eruzione della Soufrière St Vincent, 1979, mostrando il pennacchio vulcanico che interagisce con l'umidità atmosferica. Credito:Steve Sparks
La topografia dell'isola, modelli di alisei costanti, e archivi molto dettagliati di testimonianze oculari storiche e misurazioni sul campo per le eruzioni nel 1902 e nel 1979 hanno reso St Vincent un luogo ideale per lo studio.
Utilizzando simulazioni ad alta risoluzione delle condizioni atmosferiche, il team ha identificato come il flusso del vento intorno alla topografia del vulcano controlla i modelli di deposito di cenere intorno al vulcano sull'isola, e sorprendentemente, a distanze molto maggiori.
Il primo autore e modellatore atmosferico Alex Poulidis (Kyoto University) afferma:"La forma del vulcano influenza i modelli del vento e le condizioni atmosferiche, influenzando la deposizione di ceneri a centinaia di km da St Vincent, anche sull'isola di Barbados, 180 km di distanza." Le simulazioni di Poulidis hanno riprodotto gli spessori dei depositi di cenere, e tempi di arrivo della nuvola di cenere, su St Vincent per la più piccola eruzione del 1979, e in una serie di località tra cui altre isole caraibiche e navi fino a 1700 km di distanza per l'eruzione del 1902 molto più grande.
Le simulazioni mostrano anche come i modelli del vento possono intrappolare la cenere negli strati nell'atmosfera, simili a quelli osservati per il vulcano islandese Eyjafjallajӧkull, a concentrazioni sufficienti per costituire una minaccia per l'aviazione. Questi strati fungono da fonti di cenere che vengono poi disperse lungo diversi percorsi atmosferici.
La recente rianalisi dei depositi di cenere vulcanica a seguito dell'eruzione di Eyjafjallajӧkull ha mostrato che i depositi di cenere hanno spesso picchi inaspettati di spessore lontano dal vulcano. I risultati della modellazione del team mostrano che la combinazione di diverse fonti di strato atmosferico, e la gamma delle dimensioni delle particelle della cenere, può riprodurre i picchi di spessore del deposito di cenere misurati per l'eruzione del 1902 di St Vincent.
Risultati della simulazione che mostrano un picco duraturo nella concentrazione di ceneri (colori rosso e arancione) a circa 5 km di altezza nell'atmosfera, al livello di volo degli aerei commerciali. Credito:Università di Bristol
Il capo dello studio, vulcanologo Dr. Jeremy Phillips della School of Earth Sciences dell'Università di Bristol, disse:"Preso nel suo insieme, i risultati mostrano che la combinazione dell'atmosfera e dell'eruzione porta a complessi schemi di trasporto della cenere.
"Essere in grado di riprodurli con modelli meteorologici migliora la nostra capacità di reagire alle eruzioni vulcaniche, e per prevedere le concentrazioni di ceneri sospese nell'aria e al suolo durante le eruzioni".
Il coautore Prof Jenni Barclay (Università dell'East Anglia) ha aggiunto:"Abbiamo avviato questo studio perché i ricordi della popolazione locale dello stile e dell'intensità degli impatti della cenere variavano chiaramente in funzione di più della semplice distanza dal vulcano. Abbiamo anche aveva osservazioni storiche incredibilmente dettagliate dal 1902 da confrontare con i nostri risultati. È un fantastico esempio di integrazione di diverse aree di ricerca per migliorare la comprensione generale".
Il coautore, il professor Richard Robertson del Centro di ricerca sismica dell'Università delle Indie occidentali, ha osservato che "Questo studio focalizza l'attenzione sulla minaccia mal definita posta dalla cenere vulcanica nella regione dei Caraibi e mostra come un'eruzione da un singolo vulcano può avere impatti regionali sarebbe significativo per l'aviazione e l'agricoltura."
