Obserwacja chmur popiołu wulkanicznego jako wspomaganie przewidywania zagrożeń
Wulkany wytwarzają chmury popiołu, które przebywają duże odległości i mogą mieć niekorzystny wpływ na ruch lotniczy oraz na ludzi i infrastruktury, które znajdą się na ich drodze. Wiarygodne obserwacje popiołu oraz prognozowanie są kluczowe dla skutecznego i efektywnego reagowania na aktywność wulkanów oraz na rozprzestrzenianie się chmur popiołu. Synergiczne wykorzystanie radarów lądowych i obserwacji satelitarnych w połączeniu z modelowaniem numerycznym w ramach finansowanego przez UE projektu RASHCAST umożliwiło pozyskanie parametrów chmur popiołu z zachowaniem wysokiej dokładności przestrzennej i czasowej. Wyniki te umożliwią znaczne rozszerzenie obecnych możliwości monitorowania i prognozowania. Aby symulować zachowanie się chmur popiołu w mezoskali, zespół posłużył się modelem gazów wulkanicznych o nazwie ATHAM (model atmosferyczny o wysokiej rozdzielczości z aktywnym znacznikiem) oraz modelem transferu promienistego o nazwie SDSU (jednostka symulacji danych satelitarnych). Prowadzone niemal w czasie rzeczywistym obserwacje chmury popiołu za pomocą naziemnego radaru mikrofalowego umożliwiły pozyskanie danych wejściowych do zapoczątkowania sekwencji symulacyjnych. Podczas badań naukowcy użyli rzeczywistych danych z erupcji wulkanu Grímsvötn z maja 2011 r., która miała miejsce w podlodowcowym regionie wulkanicznym Islandii. Zastosowanie osprzętu mikrofalowego przy obecnym projekcie przyniosło znaczne korzyści, ułatwiając ocenę zachowania popiołu wewnątrz dymów wulkanicznych, a nie na ich obrzeżach, jak to miało miejsce dotychczas. Naukowcom udało się z dużą rozdzielczością przestrzenną i czasową oszacować główne cechy chmur popiołu, w tym kształt drobin popiołu w chmurze i rozkład ich wielkości, a także skład i gęstość chmury. Zastosowanie algorytmu umożliwiło liczbowe oszacowanie kolumnowej koncentracji popiołu dzięki satelitarnym pomiarom temperatury luminacyjnej chmury. Weryfikacja wyników zostanie przeprowadzona podczas dalszych prac, po uzyskaniu odpowiednich danych. Prace zespołu projektu RASHCAST przyczyniły się do znaczącego zwiększenia możliwości badawczych, dzięki wykorzystaniu pomiarów naziemnych i satelitarnych z zakresu częstotliwości mikrofalowych do uzyskania dokładnych informacji o wnętrzu chmury popiołu. Modele numeryczne tworzone na podstawie rzeczywistych danych z tych obserwacji wykorzystane jako dane wyjściowe do symulacji umożliwią znacznie dokładniejsze przewidywanie oddziaływania chmur popiołu, a dzięki temu skuteczniejsze i szybsze reagowanie.
