Quando un vulcano erutta violentemente, un pennacchio di cenere e gas vomita verso il cielo. Il liquame caldo sale rapidamente nell'atmosfera, dove varie dinamiche atmosferiche interagiscono per modellare la composizione della nube vulcanica, altezza, e proprietà radiative. Le nuvole vulcaniche riflettono la radiazione solare, fresca terra, causare condizioni meteorologiche estreme, e ritardare il riscaldamento globale, ma gli scienziati si sono chiesti a lungo esattamente come il materiale vulcanico si evolve e si analizza dopo l'eruzione. Ad oggi, le osservazioni della fase iniziale di forti eruzioni sono state scarse, e i modelli climatici convenzionali utilizzati per studiare l'impatto delle eruzioni vulcaniche non possono catturare questa fase iniziale in modo molto dettagliato.

In un nuovo studio, Stencikov et al. modificato un modello di chimica atmosferica regionale, WRF-Chem, per catturare meglio la fase iniziale dello sviluppo della nube vulcanica. I ricercatori hanno modellato l'eruzione vulcanica del Pinatubo del 1991 nelle Filippine per il loro studio, supponendo che insieme al getto eruttivo, una quantità significativa di detriti vulcanici è stata trasportata nella stratosfera inferiore. Hanno condotto simulazioni con una spaziatura della griglia di 25 chilometri considerando iniezioni simultanee di anidride solforosa (SO2), cenere, solfato, e vapore acqueo. Inoltre, hanno rappresentato gli effetti di riscaldamento e raffreddamento radiativo di tutti i componenti del pennacchio, inclusa la SO2 gassosa.

I ricercatori hanno scoperto che il riscaldamento differenziale ha svolto un ruolo essenziale nell'evoluzione iniziale di una nube vulcanica e nella sua separazione in strati, che poi si disperse o cadde a terra. Il loro nuovo modello ha mostrato che durante la prima settimana dopo l'eruzione, la nube vulcanica è salita nell'atmosfera 1 chilometro al giorno, guidato inizialmente dall'assorbimento solare delle ceneri e successivamente dall'assorbimento dell'aerosol solfato della radiazione solare e terrestre.

I ricercatori notano che i loro risultati potrebbero essere utili in molte applicazioni, dalla sicurezza aerea alla comprensione del clima e delle tecnologie di geoingegneria.

Questa storia è ripubblicata per gentile concessione di Eos, ospitato dall'American Geophysical Union. Leggi la storia originale qui.