Modellering af vulkansk affaldsskyer

Når en vulkan går i voldsomt udbrud, en aske og gasser skyder op i himlen. Den varme gylle stiger hurtigt op i atmosfæren, hvor forskellige atmosfæriske dynamikker interagerer for at forme den vulkanske skys sammensætning, højde, og strålingsegenskaber. Vulkanskyer reflekterer solstråling, kølig jord, forårsage ekstreme vejrforhold, og forsinke den globale opvarmning, men videnskabsmænd har længe undret sig over, præcis hvordan vulkansk materiale udvikler sig og analyserer sig selv efter udbrud. Til dato, observationer af den indledende fase af stærke udbrud har været sparsomme, og konventionelle klimamodeller, der bruges til at studere virkningen af ​​vulkanudbrud, kan ikke fange denne indledende fase i detaljer.

I en ny undersøgelse, Stenchikov et al. ændret en regional atmosfærisk kemimodel, WRF-Chem, for bedre at fange den indledende fase af vulkansk skyudvikling. Forskerne modellerede Pinatubo-vulkanudbruddet i 1991 i Filippinerne til deres undersøgelse, forudsat at sammen med den eruptive jet, en betydelig mængde vulkansk affald blev leveret til den nedre stratosfære. De udførte simuleringer med 25 kilometers gitterafstand under hensyntagen til samtidige injektioner af svovldioxid (SO2), aske, sulfat, og vanddamp. Ud over, de tegnede sig for strålingsvarme- og køleeffekter af alle fanekomponenter inklusive gasformig SO2.

Forskerne fandt ud af, at differentiel opvarmning spillede en væsentlig rolle i den indledende udvikling af en vulkansk sky og dens adskillelse i lag, som derefter spredte sig eller faldt til jorden. Deres nye model viste, at i løbet af den første uge efter udbruddet, den vulkanske sky steg op i atmosfæren 1 kilometer om dagen, drevet i første omgang af askesolabsorption og senere af sulfataerosolabsorption af sol- og terrestrisk stråling.

Forskerne bemærker, at deres resultater kan være nyttige i mange applikationer, fra luftfartssikkerhed til forståelse af klima- og geoingeniørteknologier.

Denne historie er genudgivet med tilladelse fra Eos, vært af American Geophysical Union. Læs den originale historie her.