L'éruption de 2010 de l'Eyjafjallajӧkull, Islande. Crédit :Susanna Jenkins
Nouvelle recherche, dirigé par l'Université de Bristol, a fourni un nouvel aperçu de la façon dont les énormes panaches de cendres volcaniques, qui peuvent perturber gravement l'aviation et avoir un impact majeur au sol, sont transportés dans l'atmosphère.
En 2010, l'éruption du volcan islandais Eyjafjallajӧkull a provoqué un chaos généralisé dans les voyages, avec l'annulation de plus de 100, 000 vols et des pertes économiques de 200 millions de dollars par jour.
En utilisant la modélisation météorologique à haute résolution des éruptions volcaniques sur l'île caribéenne de St Vincent, la recherche, publié aujourd'hui dans la revue Rapports scientifiques , vise à améliorer notre réponse aux éruptions volcaniques explosives, et mieux prévoir la dispersion des cendres volcaniques.
Une équipe internationale de chercheurs issus d'institutions dont les Universités de Bristol, Est-Anglie, Oxford, Kyôto, L'Observatoire de la Terre de Singapour et des Antilles a montré comment c'est l'interaction de la dynamique de l'atmosphère avec les panaches volcaniques qui produit les schémas complexes de transport des cendres qui menacent l'aviation et provoquent des impacts au sol.
L'équipe a utilisé une combinaison de modélisation météorologique à haute résolution, archives d'observations historiques d'éruptions, et mesures sur le terrain des dépôts de cendres, pour reconstituer deux éruptions de la Soufrière St Vincent, un volcan insulaire dans les Caraïbes.
L'éruption de la Soufrière St Vincent, 1979, montrant le panache volcanique interagissant avec l'humidité atmosphérique. Crédit :Steve Sparks
La topographie de l'île, modèles d'alizés stables, et des archives très détaillées de récits de témoins oculaires historiques et de mesures sur le terrain pour les éruptions de 1902 et 1979 ont fait de Saint-Vincent un endroit idéal pour l'étude.
En utilisant des simulations à haute résolution des conditions atmosphériques, l'équipe a identifié comment le vent autour de la topographie du volcan contrôle les modèles de dépôt de cendres autour du volcan de l'île, et étonnamment, à des distances beaucoup plus grandes.
Le premier auteur et modélisateur atmosphérique Alex Poulidis (Université de Kyoto) déclare :« La forme du volcan affecte les régimes de vent et les conditions atmosphériques, influençant le dépôt de cendres sur des centaines de km de St Vincent, y compris sur l'île de la Barbade, 180 km." Les simulations de Poulidis reproduisaient les épaisseurs de dépôts de cendres, et les heures d'arrivée des nuages de cendres, sur St Vincent pour la plus petite éruption de 1979, et à divers endroits, y compris d'autres îles des Caraïbes et des navires jusqu'à 1700 km de distance pour l'éruption beaucoup plus importante de 1902.
Les simulations montrent également comment les vents peuvent piéger les cendres dans les couches de l'atmosphère, similaires à celles observées pour le volcan islandais Eyjafjallajӧkull, à des concentrations suffisantes pour constituer une menace pour l'aviation. Ces couches agissent comme des sources de cendres qui sont ensuite dispersées le long de différentes voies atmosphériques.
Une réanalyse récente des dépôts de cendres volcaniques à la suite de l'éruption de l'Eyjafjallajӧkull a montré que les dépôts de cendres ont souvent des pics d'épaisseur inattendus loin du volcan. Les résultats de modélisation de l'équipe montrent que la combinaison de différentes sources de couches atmosphériques, et la gamme de tailles de particules de la cendre, peut reproduire les pics d'épaisseur de dépôt de cendres mesurés pour l'éruption de 1902 du Saint-Vincent.
Résultats de simulation montrant un pic durable de concentration de cendres (couleurs rouge et orange) à environ 5 km d'altitude dans l'atmosphère, au niveau de vol des avions commerciaux. Crédit :Université de Bristol
Le chef d'étude, le volcanologue Dr Jeremy Phillips de l'École des sciences de la Terre de l'Université de Bristol, dit :« Pris dans son ensemble, les résultats montrent que la combinaison de l'atmosphère et de l'éruption conduit à des schémas de transport de cendres complexes.
"Être capable de les reproduire avec des modèles météorologiques fait progresser notre capacité à réagir aux éruptions volcaniques, et pour prévoir les concentrations de cendres dans l'air et au niveau du sol pendant les éruptions."
La co-auteure, le professeur Jenni Barclay (Université d'East Anglia) a ajouté :« Nous avons lancé cette étude parce que les souvenirs de la population locale concernant le style et l'intensité des impacts de cendres variaient clairement en fonction de la distance au volcan. Nous avons également avait des observations historiques incroyablement détaillées de 1902 à comparer avec nos résultats. C'est un exemple fantastique d'intégration de différents domaines de recherche pour améliorer la compréhension globale. "
Le co-auteur, le professeur Richard Robertson du Centre de recherche sismique de l'Université des Antilles, a observé que « cette étude attire l'attention sur la menace mal définie posée par les cendres volcaniques dans la région des Caraïbes et montre comment une éruption d'un seul volcan peut avoir des impacts régionaux. ce serait important pour l'aviation et l'agriculture.
