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Le rôle essentiel des satellites en volcanologie // Satellites are essential in volcanology

drapeau francais   Grâce à de nouveaux instruments et, surtout, aux images satellites, nous obtenons des informations de plus en plus précises sur l’activité volcanique dans le monde. La confirmation a été donnée par les images de la NASA mises en ligne le 29 avril 2013 lors de l’éruption du Paluweh en Indonésie.

Tandis que le système d’imagerie Operational Land Imager (OLI) détectait le nuage blanc de vapeur et de gaz qui se dirigeait vers le NO,  le capteur infrarouge thermique Thermal Infrared Sensor (TIRS) à bord du satellite Landsat Data Continuity Mission (LDCM) captait les détails thermiques de l’éruption, en particulier un point très chaud à l’intérieur de la caldeira.

L’image obtenue (voir ci-dessous) montre la capacité du satellite à faire la différence entre les zones chaudes et les zones froides et donc la limite entre la lave chaude et la cendre plus froide sans que, pour autant, le signal émis par la zone chaude vienne perturber les pixels correspondant à la zone plus froide tout autour. Pour obtenir un tel degré de précision, les ingénieurs de la NASA ont testé et calibré l’instrument pixel par pixel avant le lancement du satellite. Sans ce niveau de précision, les images du Paluweh auraient probablement été surexposées, avec des taches et des halos dans les zones où l’image aurait dû être sombre.

Le satellite est capable de détecter des variations de températures dans l’atmosphère ou à la surface de la terre avec une marge d’erreur de 0,1°C seulement. Cela signifie que les scientifiques peuvent acquérir des mesures de plus en plus fiables de la température de notre planète. Les deux bandes thermiques différentes du satellite permettent de faire abstraction plus facilement du ‘bruit’ atmosphérique qu’avec les modèles utilisés jusqu’à maintenant. En effet, les scientifiques qui estimaient la température de surface avec les satellites à bande thermique unique avaient besoin de données ou de mesures supplémentaires sur les conditions atmosphériques. Dans la mesure où l’atmosphère affecte chaque bande thermique différemment, une image thermique est, en général, plus sombre que l’autre. Les chercheurs de la NASA utilisent cette différence pour compenser les effets atmosphériques et produire une mesure plus précise de la température de la Terre.

Sources : Live Science ; The Red Orbit.

drapeau anglais   Thanks to new instruments and above all satellite images, we get more and more accurate information about volcanic activity around the world. This was recently confirmed during the eruption of Paluweh volcano in Indonesia with NAS’s images taken on April 29th.

While the Operational Land Imager (OLI) detected the white cloud of smoke and ash drifting NW, the Thermal Infrared Sensor (TIRS) on the Landsat Data Continuity Mission (LDCM) satellite picked up thermal details of the eruption, including the white-hot speck in the volcano’s caldera.

The image (see below) shows the satellite’s ability to distinguish the contrast between hot and cold and the boundaries between the hot volcanic activity and the cooler volcanic ash without the signal from the hot spot disturbing the pixels showing the cooler surrounding areas. To reach this degree of image refinement, TIRS engineers tested and calibrated the instrument pre-launch, pixel-by-pixel. Without this degree of fine tuning, the images from Paluweh may have come out overexposed – showing spots and halos where the images should be dark.

The satellite can detect shifts in temperature in the atmosphere or surface as small as 0.1 degrees Celsius, meaning it should help give scientists a more accurate measure of the Earth’s temperature. The satellite’s two different thermal bands enable an easier removal of atmospheric ‘noise’ than other previous models. To estimate surface temperatures before, scientists that used single thermal band satellites needed additional measurements or data about atmospheric conditions. Because the atmosphere affects each thermal band a bit differently, one thermal image is typically darker than the other. The NASA scientists use this difference to compensate for atmospheric effects and generate a more exact temperature measurement of the Earth’s surface.

Sources : Live Science ; The Red Orbit.

Paluweh-satellite

Image satellite du Paluweh le 29 avril 2013  (Avec l’aimable autorisation de la NASA)

Des drones dans le panache du Turrialba (Costa Rica) // UAVs to study the Turrialba plume (Costa Rica)

drapeau francais   Des chercheurs de la NASA ont récemment fait voler un drone Dragon Eye dans le panache de SO2 du Turrialba (Costa Rica) et au-dessus du cratère sommital afin d’y étudier l’environnement chimique.
Les scientifiques ont effectué un total de 10 vols jusqu’à 3750 mètres d’altitude entre le 11 et le 14 mars 2013, dans le panache volcanique et le long de la lèvre du cratère.
Pendant les vols, l’équipe scientifique a comparé les données ainsi récoltées à celles enregistrées par le système ASTER (Advanced Thermal Emission and Reflection) à bord du satellite Terra de la NASA. Cela a permis de comparer les mesures de concentration de SO2 en provenance du satellite avec celles effectuées par le drone à l’intérieur du panache.
Les scientifiques pensent que les modèles informatiques issus de cette étude contribueront à la améliorer la sécurité du trafic aérien et les prévisions climatiques ; ils permettront aussi d’atténuer les risques (par exemple, le ‘smog’ volcanique) pour les personnes qui vivent autour des volcans.
Un facteur clé est l’intensité et la nature de l’activité volcanique près de l’évent éruptif. Par exemple, en connaissant le niveau de concentration des gaz et de cendre, mais aussi la température au niveau du cratère pendant une éruption, on pourra mieux modéliser et donc prévoir la direction du panache volcanique.
Il est quasiment impossible de pénétrer un espace aérien aussi dangereux avec un avion conventionnel. Au contraire, les drones, en particulier ceux avec des moteurs électriques qui ingèrent peu d’air contaminé, sont un moyen efficace de recueillir des données cruciales sur les concentrations de cendre et de gaz, ainsi que sur leur distribution latérale et verticale.
Les trois drones utilisés pour les expériences du mois de mars pèsent environ 2,5 kg ; ils présentent une envergure de 1,15 m et sont équipés de deux moteurs électriques. Ils peuvent transporter une charge instrumentale utile de 450 grammes pendant une heure dans un panache volcanique.
Parmi les instruments embarqués sur le drone, il y avait des caméras, des capteurs de SO2 et de particules,ainsi que des bouteilles de prélèvement automatique prévues pour mesurer la concentration de SO2.
L’an prochain, dans le cadre de ce projet, on utilisera un appareil sans pilote SIERRA de plus grande taille. Il aura à son bord un spectromètre de masse plus sophistiqué afin de mesurer des gaz supplémentaires dans le panache du Turrialba.
Les volcans du Costa Rica offrent de superbes laboratoires naturels pour tester et développer ces systèmes de drones volcanologiques. Par exemple, le panache du Turrialba a relativement peu de courants ascendants et de cisaillement du vent. Le panache permanent se compose essentiellement de dioxyde de carbone, vapeur d’eau, dioxyde de soufre, H2S et d’autres gaz mineurs, tel que l’hélium. En outre, dans l’espace aérien autour et au-dessus du Turrialba, le trafic aérien commercial et privé est très faible.
L’un des objectifs du projet à long terme est de développer les moyens d’échantillonner la cendre et les gaz dans les panaches volcaniques jusqu’à 9.000 m. d’altitude lors de grandes éruptions explosives telles que celle qui a paralysé le trafic aérien en Islande et en Europe au printemps 2010.
Source: TG Daily.

 

drapeau anglais   NASA researchers recently flew a Dragon Eye unmanned aerial vehicle (UAV) intoTurrialba volcano’s SO2 plume and over its summit crater to study the chemical environment.

Scientists conducted a total of 10 flights up to 3,750 metres a.s.l. between March 11th and 14th, 2013, into the volcanic plume and along the rim of the summit crater.

During the research flights, the team coordinated its data gathering with the Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection (ASTER) instrument on NASA’s Terra spacecraft, allowing scientists to compare SO2 concentration measurements from the satellite with measurements taken from within the plume.

Scientists believe computer models derived from this study will contribute to safeguarding air traffic, improving global climate predictions, and mitigating environmental hazards (for instance, volcanic smog) for people who live around volcanoes.

A key factor of such models is the intensity and character of the volcanic activity located near the eruption vent. For instance, knowing the height of ash and gas concentrations, and temperatures over the vent during an eruption are important initial factors for any model that predicts the direction of the volcanic plume.

Penetrating such dangerous airspace would be quite impossible and too dangerous with conventional aircraft. On the contrary, UAVs, especially those with electric engines that ingest little contaminated air, are an effective way to gather crucial data about ash and gas concentrations and their lateral and vertical distribution.

The three UAVs used for the experiments weigh about 2.5 kilograms, boast a 1.15 –metre wingspan and twin electric engines, and can carry a 450-gram instrument payload for up to an hour within a volcanic plume.

Among the instruments on board the UAV, there were, SO2 and particle sensors, and automatic sampling bottles keyed to measure SO2 concentration.

Next year, as part of this project, a larger SIERRA unmanned aircraft will be used. It will carry a more sophisticated mass spectrometer to measure additional gases in the Turrialba volcano plume.

The volcanoes of Costa Rica provide superb natural laboratories to test and develop these volcanological UAV systems. For instance, the Turrialba plume has relatively minimal updraft and wind shear. The continuously erupting plume consists primarily of carbon dioxide, water vapour, sulphur dioxide, some H2S and other minor gases, such as helium. In addition, in the airspace around and over Turrialba volcano, commercial and private air traffic is very low.

A long-term project goal is to develop the means to sample drifting ash and gas in volcanic plumes up to 9,000 a.s.l., that result from large explosive eruptions such as those that crippled aviation traffic in Iceland and Europe in the spring of 2010.

Source : TG Daily.

Turrialba-blog

Le panache du Turrialba vu par la webcam.

Photo du Paluweh (Petites Iles de la Sonde / Indonésie)

drapeau francais   La NASA a mis en ligne une photo du Paluweh  (aussi appelé Rokatenda) prise depuis l’espace le 26 mars 2013 par le satellite Earth Observing-1. L’image confirme le dernier bulletin du VAAC de Darwin qui indiquait que les panaches de gaz et de cendre du volcan montaient jusqu’à 3 km d’altitude avant de s’étirer sur plusieurs dizaines de kilomètres.

 

drapeau anglais   NASA has released a photo of Paluweh volcano (also called Rokatenda) taken from space on March 26th, 2013 by the Earth Observing-1 satellite. The image confirms VAAC’s last report that indicated that the ash and gas plumes emitted by the volcano reached 3 km a.s.l. before drifting over several tens of kilometres.

Paluweh-blog

Avec l’aimable autorisation de la NASA

Tolbachik (Kamchatka / Russie)

drapeau francais   La NASA a mis en ligne une nouvelle photo du Tolbachik prise par le satellite Earth Observing-1 le 6 mars 2013. La NASA indique que l’éruption est stable et que la coulée de lave présente « la même configuration que le mois précédent ». Au nord de cette coulée, on aperçoit un panache qui s’étira au-dessus du volcan.

La NASA rappelle également que le Tolbachik est un volcan dont la structure est assez complexe. La partie E est un volcan bouclier avec plusieurs cratères sommitaux alors que la partie O présente l’aspect d’un grand stratovolcan où s’entassent des couches de cendre, de lave et de blocs vomis lors des précédentes éruptions.

 

drapeau anglais   NASA has released a new photo of Tolbachik taken on March 6th 2013 by the earth Observing-1 satellite. The Administration indicated that the eruption is stable and that the lava flow keeps the same general configuration that it showed the previous month Just north of the lava flow, a plume rises above the volcano surface.

NASA also reminds us that Tolbachik has a complicated configuration. The eastern half is a shield volcano whereas the western half is a tall stratovolcano composed of alternating layers of ash, lava, and rocks from earlier eruptions.

Tolbachik-blog

Avec l’aimable autorisation de la NASA