Catégorie : Alaska

Enregistrements du tonnerre volcanique // Recordings of volcanic thunder

Des orages se produisent souvent pendant les éruptions volcaniques avec la présence d’éclairs dans les panaches lorsque les particules de cendre s’électrifient en entrant en collision les unes avec les autres. Les chercheurs étaient persuadés que les éclairs volcaniques étaient suivis de coups tonnerre, comme pendant les orages classiques, mais qu’ils n’avaient pas encore été en mesure de faire la distinction entre les coups de tonnerre et les grondements de l’éruption proprement dite. Une nouvelle étude publiée en mars 2018 dans la revue scientifique Geophysical Research Letters, nous apprend que des scientifiques de l’Observatoire Volcanologique de l’Alaska (AVO) ont pu enregistrer le tonnerre sur le volcan Bogoslof dans les îles Aléoutiennes.
Les scientifiques de l’AVO surveillent en permanence les îles Aléoutiennes et tentent de détecter à distance les signes d’éruptions imminentes. Ils utilisent des capteurs sismiques pour détecter les mouvements du sol avant ou pendant une éruption, des réseaux de microphones pour détecter les explosions et s’appuient sur le service d’information sur la localisation de la foudre dans le monde (World Wide Lightning Location Network – WWLLN) pour détecter les éclairs dans les panaches de cendre. Les orages sont rares dans les îles Aléoutiennes ; lorsque les capteurs détectent la foudre, cela signifie presque inévitablement qu’une éruption est en train de se produire.
Le Bogoslof est entré en éruption en décembre 2016 et s’est manifesté plus de 60 fois en août 2017. La plupart des éruptions ont produit des nuages ​​de cendre de plus de six kilomètres de hauteur qui ont perturbé le trafic aérien dans toute la région.
Les éruptions du Bogoslof les 8 et 10 juin ont créé des conditions idéales pour observer le tonnerre volcanique. Elles ont généré d’immenses panaches de cendre qui ont été observés plusieurs heures après la fin des éruptions. Dans ces conditions, les chercheurs ont pu percevoir les coups de tonnerre provoqués par la foudre dans les panaches de cendre, sans être gênés par les grondements de l’éruption à l’arrière-plan.
Les capteurs du WWLLN ont détecté des éclairs dans les panaches de cendre du Bogoslof pendant plusieurs minutes après la fin de chaque éruption. Dans leur dernière étude, les chercheurs ont comparé le déclenchement et la localisation des éclairs avec les sons enregistrés par un réseau de microphones sur l’île d’Okmok, à environ 57 km de là. Ils ont conclu que le timing et le volume des sons captés par les microphones ne pouvait que correspondre au bruit émis par le tonnerre après les éclairs.
Le 8 mars, les microphones ont enregistré au moins six séquences sonores bien distinctes trois minutes après que la foudre ait atteint son paroxysme dans le panache. Le timing des séquences sonores ne pouvait que provenir des coups de tonnerre causés par la foudre. Les microphones étant positionnés à 57 kilomètres du volcan, il fallait trois minutes au son pour les atteindre.
Le 10 juin, les micros ont capté de nouvelles séquences sonores provenant d’une direction légèrement différente de celle des sons de l’éruption. Leur emplacement correspondait aux zones maximales d’activité de la foudre. Un chercheur a déclaré: « Si les gens avaient pu observer l’éruption, ils auraient entendu les coups de tonnerre.
Source: The Dutch Harbor Fisherman.

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Lightning is common in volcanic plumes because particles of ash and ice scrape and collide with each other and become electrified. Researchers assumed volcanic lightning is followed by thunder, as it is during thunderstorms, but they had not yet been able to tease out thunderclaps from the noises of the eruption itself, and many scientists considered it impossible. However, in a new study published this month in the scientific journal Geophysical Research Letters, scientists explain that they detected thunder at Bogoslof volcano in Alaska’s Aleutian Islands.

Researchers at the Alaska Volcano Observatory constantly monitor the Aleutian Islands from afar for signs of impending eruptions. They use seismic sensors to pick up ground movement before or during an eruption, arrays of microphones to detect sounds of ash exploding skyward and the World Wide Lightning Location Network (WWLLN)  to detect lightning strokes within an ash plume. Thunderstorms are rare in the Aleutian Islands, so when sensors detect lightning, it most likely means there is an ongoing eruption.

Bogoslof started erupting in December 2016 and erupted more than 60 times through August 2017. Many of the eruptions produced towering clouds of ash more than six kilometres high that disrupted air travel throughout the region.

Bogoslof’s eruptions on March 8th and June 10th created ideal conditions for observing volcanic thunder. Both eruptions generated immense ash plumes that persisted for several hours after the eruptions ceased. Without the din of an eruption in the background, researchers had a better chance of hearing cracks of thunder caused by lightning in the plume.

WWLLN sensors detected lightning strokes in the ash plumes for several minutes after each eruption ended. In the new study, the researchers compared the timing and location of the lightning strikes to sounds recorded by a microphone array on the island of Okmok, about 57 km away. They found the timing and volume of the sounds the microphones picked up matched the lightning data in a way only thunder could.

On March 8th, the microphones recorded at least six distinct bursts of sound that occurred three minutes after lightning activity in the plume peaked. The timing of the bursts means they were almost certainly thunderclaps caused by the lightning: The microphones were 57 kilometres away from the volcano, so it would have taken sound three minutes to reach the microphones.

On June 10th the microphones picked up bursts of sound coming from a slightly different direction than sounds from the eruption. The location of the bursts corresponded to areas of peak lightning activity. Said one researcher: « If people had been observing the eruption in person, they would have heard this thunder.

Source: The Dutch Harbor Fisherman.

Eruption du Bogoslof vue depuis l’espace (Crédit photo: NASA)

Eclairs dans le panache du Rinjani (Indonésie) en 1994 [Crédit photo: Wikipedia]

Cleveland (Iles Aléoutiennes / Alaska)

J’ai reçu ce matin un message de l’Alaska Volcano Observatory (AVO) indiquant que les capteurs sismiques et infrasoniques locaux avaient enregistré une petite explosion sur le Cleveland aujourd’hui à 03:55 (heure locale). En conséquence, la couleur de l’alerte aérienne est passée à l’ORANGE et l’alerte volcanique à VIGILANCE.
L’AVO indique que les explosions du Cleveland produisent généralement des nuages de cendre relativement modestes qui se dissipent en quelques heures. Aucun nuage de cendre provenant de la dernière explosion n’a été détecté sur les images satellites sur lesquelles la couverture nuageuse est importante.
Le Cleveland est surveillé par un réseau sismique limité. La détection des éruptions est effectuée en associant les données sismiques et infrasoniques, les impacts d’éclairs et les données satellitaires.
Source: AVO.

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I received this morning a message from the Alaska Volcano Observatory (AVO) telling me that local seismic and infrasound sensors recorded a small explosion today at 03:55 (local time) at Cleveland Volcano. As a consequence, the aviation colour code was raised to ORANGE and the alert level to WATCH.
AVO indicates that explosions from Cleveland typically produce relatively small volcanic ash clouds that dissipate within hours. No ash cloud from this event has been seen in satellite images, which currently are partly obscured by weather clouds.

Cleveland volcano is monitored with a limited real-time seismic network. Rapid detection of an ash-producing eruption may be possible using a combination of seismic, infrasound, lightning, and satellite data.

Source: AVO.

Source: AVO

Le dégel du permafrost cause des dégâts en Alaska // Permafrost thawing causes damage to Alaska

Comme je l’ai écrit à plusieurs reprises, la hausse des températures et la fonte du permafrost qu’elle entraîne causent de graves dégâts  aux routes et aux infrastructures dans l’Arctique.

En Alaska, les ingénieurs des Ponts et Chaussées sont confrontés à une longue liste de projets de plus en plus urgents et de plus en plus coûteux tels que des pistes d’aéroports dégradées, des routes déformées et même une masse de matériaux de près de deux kilomètres de longueur qui glisse le long d’une pente et menace une route.
Une étude publiée par les Proceedings de l’Académie Nationale des Sciences en 2016 a estimé que les impacts climatiques sur les infrastructures publiques en Alaska s’élèveront à environ 5 milliards de dollars d’ici la fin du siècle.
Parmi les projets les plus urgents, il y a une piste d’aéroport en très mauvais état à Point Hope, dans le nord-ouest de l’Alaska. Au cours des cinq dernières années, l’Océan Arctique a rogné une quinzaine de mètres de la zone de sécurité – nécessaire en cas d’urgence – à l’extrémité de la piste. Les travaux de réparation devraient coûter 17 millions de dollars et se terminer d’ici 2020.
Un autre exemple d’érosion concerne la rivière Noatak qui menace la piste de la bourgade du même nom. L’érosion, due à la fonte du pergélisol, commence à ronger la route qui conduit à l’aéroport. Il est prévu de déplacer cet aéroport à environ 2,5 kilomètres d’ici 2020, pour un coût estimé à environ 25 millions de dollars.
Les températures plus chaudes ont accéléré le glissement d’une énorme masse de glace, d’eau, de rochers et d’arbres vers la Dalton Highway, une route de 666 kilomètres qui traverse le nord de l’Alaska. Elle a été construite pour servir de route d’approvisionnement pour l’oléoduc trans-Alaska en 1974 et est parallèle à ce dernier. La masse de matériaux de près de deux kilomètres de long glisse vers la route comme le ferait un glacier à raison d’environ 4,50 mètres par an. En 2017, cette masse se trouvait à moins de 30 mètres de la route. L’État a alors commencé à dévier une partie de la route et à la construire près de deux kilomètres de plus loin. Pendant la construction, les ouvriers ont installé une couche de matériau isolant, puis établi la route sur l’isolant afin de prévenir les impacts sur le permafrost et le garder à une température suffisamment basse pour qu’il ne fonde pas..
Source: Anchorage Daily News.

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As I put it many times before, the increase in temperatures and the ensuing melting of permafrost are causing heavy damage to roads and infrastructures in the Arctic, and more particularly in Alaska.

Alaska transportation engineers are facing a long list of increasingly urgent and costly public projects such as imperilled runways, warped roads and even a nearly two-kilometre-long mass of frozen debris sliding toward a highway.

A study published by the Proceedings of the National Academy of Sciences in 2016 estimated that climate impacts to public infrastructure in Alaska will total about $5 billion by century’s end.

Among the projects is an eroding runway in Point Hope in Northwest Alaska. The Arctic Ocean over the last five years has chewed off about 15 metres of safety area at one end, needed by planes for emergencies. The repair work is expected to cost $17 million and be done by 2020.

Another example of erosion is the Noatak River which is threatening the runway in Noatak. Erosion there, due to the thawing permafrost, is starting to eat away the road to the airport. The plan is to move that airport about 2.5 kilometres away, by 2020, at an estimated cost of about $25 million.

Warmer temperatures have accelerated the sliding of a giant mass of ice, water, rocks and trees toward the Dalton Highway. The nearly two-kilometre-long frozen debris lobe has been sliding toward the highway like a glacier at about 4.5 metres annually. In 2017, it was within 30 metres of the road. The State last year began moving a nearly 2-kilometre-long section of highway farther away from the debris lobe. During construction, workers put insulation down, then built the road on top of the insulation in order to prevent impacts to the permafrost, to help keep it colder.

Source: Anchorage Daily News.

Recherches sur l’impact du dégel du permafrost sur le réseau routier en Alaska (Photos: C. Grandpey)

Nuages de cendre volcanique // Volcanic ash clouds

De toute évidence, aucune mesure concrète et efficace dans le domaine du trafic aérien n’a fait suite à l’éruption de l’Eyjafjallajökull en Islande en 2010. Aucun système fiable de détection de la cendre volcanique n’a été installé dans les aéronefs. Cela m’a été confirmé par des pilotes de la British Airways et d’Air France. Les efforts ont essentiellement porté sur la recherche de solutions permettant de détecter la cendre depuis le sol jusqu’à une altitude minimale de 12 km et d’en évaluer la densité. Ainsi, les avionneurs sont en mesure de mieux comprendre les densités de cendre que leurs avions peuvent endurer. De plus, les Volcanic Ash Advisory Centres (VAACs), centres conseil en cendres volcaniques, disposent maintenant d’outils et de procédures beaucoup plus performants qu’en 2010 pour cartographier et localiser les nuages ​​de cendre.
Malgré tous ces efforts, la dernière éruption du Mont Agung a provoqué la fermeture de plusieurs aéroports indonésiens, ainsi que de nombreuses annulations de vols. La couleur de l’alerte aérienne est également passée au Rouge lors de la dernière éruption du Mayon aux Philippines. Le Mont Sinabung sur l’île de Sumatra est entré en éruption en février et a envoyé un nuage de cendre jusqu’à 7 kilomètres de hauteur. La couleur de l’alerte aérienne est, là aussi, passée au Rouge et les pilotes devaient donc éviter de s’approcher du volcan.
L’expérience a montré à plusieurs reprises aux compagnies aériennes que la cendre volcanique peut constituer un réel danger pour les avions. Le mélange de roches pulvérisées, de gaz et de minuscules éclats de verre peut causer des dégâts à la carlingue des avions, pénétrer à l’intérieur des réacteurs et même les bloquer. La cendre peut aussi réduire à néant les principaux systèmes de navigation et de communication. C’est pourquoi les neuf VAAC à travers le monde surveillent les éruptions volcaniques comme celle du Sinabung. Leur rôle est de suivre l’évolution et le déplacement des nuages ​​de cendre en temps réel et d’éloigner les avions.
À l’aide des images satellites, des rapports de pilotes et des données provenant d’observatoires volcanologiques, ces VAAC émettent des bulletins d’alerte avec des codes de couleurs différentes : Vert signifie qu’un volcan est calme; Jaune signifie que le volcan a commencé à entrer en activité; Orange signifie qu’une éruption est probable alors que Rouge signifie qu’une importante éruption est en cours ou a commencé. Les responsables des VAAC ne disent pas aux pilotes ce qu’ils doivent faire ; leur rôle se limite à fournir des informations essentielles sur la taille et l’emplacement des nuages de cendre, ainsi que leur direction.
Les VAAC ont été créés par l’Organisation de l’Aviation Civile Internationale (OACI) après que plusieurs avions aient failli s’écraser après avoir traversé des nuages ​​de cendre. En 1982, les moteurs de deux avions qui avaient volé à travers la cendre émise par le Galunggung (Indonésie) ont cessé de fonctionner et les pilotes ont dû effectuer des atterrissages d’urgence. L’un d’entre eux, un Boeing 747 de la British Airways, a décroché de plus de 6 000 mètres avant que le pilote réussisse à redémarrer trois des quatre moteurs. En 1989, un autre Boeing 747 a failli s’écraser après avoir traversé le nuage de cendre émis par le Mont Redoubt en Alaska; les quatre moteurs avaient cessé de fonctionner!
La cendre volcanique peut endommager un avion de plusieurs façons. L’une des conséquences les plus graves est, bien sûr, l’arrêt des moteurs. La cendre contient de minuscules particules de verre qui peuvent fondre sous l’effet de la chaleur d’un réacteur. Ce verre fondu peut pénétrer dans des pièces maîtresses, réduire la puissance du moteur, ou le bloquer carrément. Avec la vitesse de vol des avions, la cendre qui entre en contact avec l’extérieur de l’avion peut également briser les antennes, créer un écran sur les pare-brise ​​et générer de l’électricité statique susceptible de perturber les signaux de navigation et de communication. La cendre peut aussi détruire les systèmes indiquant la vitesse de l’avion. On a vu récemment les problèmes dramatiques provoqués par le mauvais fonctionnement des sondes Pitot.
Les compagnies aériennes ne savent pas évaluer la densité de cendre tolérable pour faire voler les appareils. Pendant longtemps, elles ont évité de les faire voler lorsque de la cendre était dans l’air. Toutefois, après que des millions de personnes aient été bloquées et que des milliards de dollars aient été perdus lors de l’éruption de l’Eyjafjallajökull en 2010, les scientifiques ont commencé à faire des recherches. Des tests ont été effectués mais, de toute évidence, les résultats ne sont pas fiables.
Au vu des statistiques de l’USGS, des avions ont traversé des nuages ​​de cendre volcanique à 253 reprises entre 1953 et 2016. Neuf d’entre eux ont connu une panne de moteur, mais aucun ne s’est écrasé. On ne sait pas pourquoi certains nuages ​​de cendre peuvent avoir un effet  dévastateur sur certains moteurs, alors que d’autres avions peuvent se sortir des nuages de cendre relativement indemnes. C’est probablement parce que la composition de la cendre peut varier d’un volcan à l’autre.
Un autre problème doit être pris en compte: Tous les volcans ne sont pas surveillés, en particulier dans certaines régions volcaniques du Pacifique, de sorte que des pilote peuvent devoir traverser des nuages de cendre sans avoir été prévenus de leur présence.

Au bout du compte, il semble bien que la situation n’ait guère évolué depuis l’éruption de l’Eyfjallajökull….

Adapté à partir d’un article paru dans The Verge., VAAC Toulouse, Météo France, Rolls Royce.

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Apparently, the 2010 eruption of Eyjafjallajökull in Iceland did not bring any profitable lesson as far as air traffic is concerned. No reliable ash detection system has been installed in aircraft. This was confirmed to me by British Airways and Air France pilots. Efforts have essentially been made to investigate solutions to detect ash from the ground up to a minimum altitude of 12 km and to assess its density. In this way, plane manufacturers can better understand what densities of ash their aircraft are able to endure. Moreover, Volcanic Ash Advisory Centres (VAACs) now have significantly more sophisticated tools and procedures for mapping and forecasting the location of ash clouds than were available in 2010.

Despite all these efforts, the last eruption of Mt Agung caused the closure of several Indonesian airports, as well as many flight cancellations. The aviation colour code was also raised to Red during the last eruption of Mt Mayon in the Philippines. More recently, Mount Sinabung on Sumatra Island erupted in February and spewed an ash cloud up to 7 kilometres in the air. The aviation colour code was raised to Red, which meant that pilots should fly away from the volcano.

Experience has told aviation companies that volcanic ash can be a real danger to aircraft. The mixture of crushed rocks, gases, and tiny shards of glass can sandblast the plane’s exterior, get into the engine and block them, and ruin key navigational and communications systems. That’s why the nine Volcanic Ash Advisory Centers around the world keep watch for volcanic eruptions like Mt Sinabung’s. Their role is to track the ash clouds in real time and to divert the planes around.

Using a combination of satellite imagery, pilot reports, and data from volcano observatories, these VAACs issue colour-coded warnings: Green means a volcano is quiet; Yellow means the volcano is starting to get restless; Orange that an eruption is likely while Red means a big eruption is on its way, or has already started. The advisories don’t tell pilots what to do, but they provide key information about the size and location of the ash cloud and its direction.

The Volcanic Ash Advisory Centers were formed by the International Civil Aviation Organization after several planes almost crashed after flying through ash clouds. In 1982, two airplanes flying through ash emitted by Indonesia’s Mount Galunggung lost power to their engines and had to make emergency landings. One of them, a British Airways Boeing 747, plummeted more than 6,000 metres before the pilot could restart three of the four engines. Then, in 1989, another Boeing 747 nearly crashed after it flew through volcanic ash from Mount Redoubt in Alaska; all four of its engines had stopped functioning!.

Volcanic ash can damage an airplane in multiple ways. One of the most dangerous is by blocking the engine. Indeed, volcanic ash contains tiny glass particles that can melt in a jet engine’s heat. This molten glass can stick to key components, cutting the engine’s power, or killing it completely. At high speeds, ash coming into contact with the exterior of the plane can also break antennas, cloud windscreens, and generate static electricity that distorts navigation and communication signals. If ash flies into tubes that measure airspeed, it can also break the plane’s speedometer.

Air companies don’t know exactly how much ash is safe to fly through. For a long time, the aviation industry avoided flying when any ash was in the air. But after millions of people were stranded and billions of dollars were lost during the eruption of Iceland’s Eyjafjallajökull volcano in 2010, scientists began trying to figure out if there’s a middle ground. Tests were performed but the results obviously did not prove reliable.

All told, planes have flown through volcanic ash clouds about 253 times between 1953 and 2016, according to a report from the US Geological Survey. Only nine of those experienced engine failure, and none crashed. It’s not completely clear why certain ash clouds can have such a devastating effect on certain engines, and why other planes can fly through relatively unharmed. One possibility is that the composition of ash can vary from volcano to volcano.

There is another problem: not every volcano is monitored, especially in some volcanic regions of the Pacific, so it is still possible for planes to fly through ash clouds without warning.

To put it shortly, it seems the situation has not much changed since the 2010 eruption of Eyjafjallajökull…

Adapted from an article published in The Verge., VAAC Toulouse, Météo France, Rolls Royce.

Eruption du Galunggung en 1982 (Crédit photo: Wikipedia)

Eruption du Redoubt en 1990 (Crédit photo: Wikipedia)

Eruption de l’Eyjafjallajökull en 2010 (Crédit photo: Wikipedia)