Nieuw onderzoek, geleid door de Universiteit van Bristol, heeft nieuw inzicht gegeven in hoe enorme vulkanische aspluimen, die de luchtvaart ernstig kunnen verstoren en grote gevolgen kunnen hebben op de grond, worden in de atmosfeer getransporteerd.

In 2010, de uitbarsting van de IJslandse vulkaan Eyjafjallajӧkull veroorzaakte wijdverbreide reischaos, met de annulering van meer dan 100, 000 vluchten en economische verliezen van 200 miljoen dollar per dag.

Door gebruik te maken van meteorologische modellen met hoge resolutie van vulkaanuitbarstingen op het Caribische eiland St. Vincent, het onderzoek, vandaag gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschappelijke rapporten , heeft tot doel de manier waarop we reageren op explosieve vulkaanuitbarstingen te verbeteren, en een betere voorspelling van de verspreiding van vulkanische as.

Een internationaal team van onderzoekers van onder meer de universiteiten van Bristol, Oost-Anglia, Oxford, Kioto, Earth Observatory Singapore en West-Indië heeft laten zien hoe de interactie van de dynamiek van de atmosfeer met vulkanische pluimen de complexe patronen van astransport produceert die de luchtvaart bedreigen en gevolgen hebben voor de grond.

Het team gebruikte een combinatie van meteorologische modellen met hoge resolutie, archieven van historische waarnemingen van uitbarstingen, en veldmetingen van asafzettingen, om twee uitbarstingen van Soufrière St Vincent te reconstrueren, een eilandvulkaan in het Caribisch gebied.

De topografie van het eiland, stabiele passaatwindpatronen, en zeer gedetailleerde archieven van historische ooggetuigenverslagen en veldmetingen voor uitbarstingen in 1902 en 1979 maakten St. Vincent tot een ideale locatie voor het onderzoek.

Met behulp van simulaties met hoge resolutie van de atmosferische omstandigheden, het team identificeerde hoe de windstroom rond de vulkaantopografie asafzettingspatronen rond de vulkaan op het eiland regelt, en verrassend, op veel grotere afstanden.

Eerste auteur en atmosferisch modeller Alex Poulidis (Kyoto University) zegt:"De vorm van de vulkaan beïnvloedt de windpatronen en atmosferische omstandigheden, het beïnvloeden van asafzetting over honderden kilometers van St. Vincent, waaronder op het eiland Barbados, 180 km verderop." Poulidis' simulaties reproduceerden asafzettingen, en aswolk aankomsttijden, op St. Vincent voor de kleinere uitbarsting van 1979, en op verschillende locaties, waaronder andere Caribische eilanden en schepen tot 1700 km afstand voor de veel grotere uitbarsting van 1902.

De simulaties laten ook zien hoe windpatronen as in lagen in de atmosfeer kunnen vasthouden, vergelijkbaar met die waargenomen voor de IJslandse vulkaan Eyjafjallajӧkull, in concentraties die voldoende zijn om een ​​bedreiging voor de luchtvaart te vormen. Deze lagen fungeren als asbronnen die vervolgens langs verschillende atmosferische paden worden verspreid.

Recente heranalyse van vulkanische asafzettingen na de uitbarsting van Eyjafjallajӧkull heeft aangetoond dat asafzettingen vaak onverwachte pieken in dikte hebben ver van de vulkaan. De modelresultaten van het team laten zien dat de combinatie van verschillende atmosferische laagbronnen, en het bereik van deeltjesgroottes van de as, kan de pieken in de dikte van de asafzetting reproduceren, gemeten voor de uitbarsting van St. Vincent in 1902.

De studieleider, vulkanoloog Dr. Jeremy Phillips van de School of Earth Sciences van de Universiteit van Bristol, zei:"Over het geheel genomen, de resultaten laten zien dat de combinatie van de atmosfeer en de uitbarsting leidt tot complexe astransportpatronen.

"Door deze te kunnen reproduceren met meteorologische modellen, verbetert ons vermogen om te reageren op vulkaanuitbarstingen, en om asconcentraties in de lucht en op grondniveau tijdens uitbarstingen te voorspellen."

Co-auteur prof.dr. Jenni Barclay (University of East Anglia) voegde toe:"We zijn dit onderzoek gestart omdat de herinneringen van de lokale bevolking aan de stijl en intensiteit van de asinslagen duidelijk varieerden als een functie van meer dan alleen de afstand tot de vulkaan. We hebben ook had ongelooflijk gedetailleerde historische observaties uit 1902 om te vergelijken met onze resultaten. Het is een fantastisch voorbeeld van het integreren van verschillende onderzoeksgebieden om het algemene begrip te verbeteren."

Co-auteur prof. Richard Robertson van het Seismic Research Center van de University of the West Indies merkte op:"Deze studie vestigt de aandacht op de slecht gedefinieerde dreiging van vulkanische as in het Caribisch gebied en laat zien hoe een uitbarsting van een enkele vulkaan regionale gevolgen kan hebben. dat zou belangrijk zijn voor de luchtvaart en de landbouw."