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Volcans du monde // Volcanoes of the world

Voici quelques nouvelles de l’activité volcanique dans le monde:

A partir de 19 h ( heure locale) le 12 mai 2022, des émissions de cendres du Cratère Sud-Est de l’Etna (Sicile) se sont accompagnées de l’ouverture d’une ou plusieurs bouches le long du flanc nord du cratère, avec une petite coulée de lave qui a atteint la base nord du cratère. Le panache de cendres atteint actuellement une hauteur d’environ 3500 m au-dessus du niveau de la mer.

Le tremor, dont a source se situe au niveau du Cratère Sud-Est, montre des valeurs moyennes à hautes.

Source: INGV.

Voici une vidéo de l’événement :

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L’activité sismique se poursuit sur la péninsule de Reykjanes (Islande) mais les scientifiques islandais disent qu’il n’y a rien à craindre, car cela fait partie de l’activité normale sur la péninsule et il n’y a aucun signe d’une éruption à court terme.
Des essaims distincts comprenant au total quelque 2 200 événements ont été détectés près de la centrale électrique de Reykjanes, d’Eldvörp, de Sundhnjúkagígar, Hagafell à l’est du mont Þorbjörn et dans le secteur du lac Kleifarvatn du 2 au 8 mai 2022. Le 10 mai, un événement de M 3.2 a été localisé à environ 7 km au nord de Reykjanestá ; la secousse a été ressentie dans les environs. Un séisme de M 3.0 a également été enregistré quelques heures plus tard dans la même zone. Les deux événements ont été ressentis dans la région de Reykjavik, la capitale.
L’activité la plus intense s’est produite sur la péninsule de Reykjanes et s’est largement répandue dans la région. Il convient de noter que deux petits événements ont également été détectés dans le secteur du mont Hekla.
Source : Icelandic Met Office.

 

Source : IMO

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Des émissions significatives de gaz et des épisodes de tremor volcanique sont toujours enregistrés sur le Ruapehu (Nouvelle-Zélande). La température du lac de cratère atteint 41 °C et des panaches de vapeur sont parfois observés.
Une fois de plus, les scientifiques de GeoNet affirment qu’au cours des quatre prochaines semaines, l’issue la plus probable de cet épisode d’activité pourrait être une éruption mineure confinée à la région du lac sommital, ou aucune éruption.
Le niveau d’alerte reste à 2 et la couleur de l’alerte aérienne est maintenue au Jaune.
Source : GéoNet.

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Une hausse des températures de surface et des émissions de SO2 a été détectée dans les données satellitaires du Cleveland (Aléoutiennes / Alaska). En conséquence, le niveau d’alerte volcanique a été élevé à Advisory (surveillance conseillée) et la couleur de l’alerte aérienne a été portée au Jaune.

Source : AVO.

Crédit photo: AVO

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L’activité reste élevée sur le Karymsky (Kamtchatka). Une anomalie thermique était visible sur les images satellites fin avril et début mai. Le 4 mai, les explosions généraient des panaches de cendres jusqu’à 3,2 km au-dessus du niveau de la mer. La couleur de l’alerte aérienne reste à l’Orange.
Source : KVERT.

Crédit photo: KVERT

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Sur le Kilauea (Hawaii), la lave continue d’être émise par une bouche dans le cratère de l’Halema`uma`u avant d’entrer dans le lac de lave actif et de s’écouler sur le fond du cratère. La surface du lac de lave est relativement stable. La couleur de l’alerte aérienne et le niveau d’alerte volcanique restent respectivement à Orange et Watch (Vigilance).
Source : HVO.

Crédit photo: HVO

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Le 10 mai 2022, le Servicio Geológico Colombiano (SGC) a signalé qu’au cours de la semaine précédente, le nombre de signaux sismiques indiquant des fracturation de roches et le mouvement des fluides sur le Nevado del Ruiz avait augmenté par rapport à la semaine précédente. Plusieurs épisodes de sismicité ont révélé une croissance du dôme de lave. Plusieurs anomalies thermiques ont également été identifiées au niveau du cratère Arenas. Les émissions de gaz et de cendres sot périodiquement visibles sur les images de la webcam. Une petite émission de cendres le 3 mai a provoqué des retombées dans plusieurs localités. Le niveau d’alerte reste à 2 sur une échelle de 4 couleurs.
Source : Servicio Geológico Colombiano.

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Dernière minute : En raison d’une hausse de la sismicité, le niveau d’alerte de l’Awu (Sulawesi du Nord, Indonésie) a été relevé de 2 à 3 le 11 mai 2022, Le public et les visiteurs ne doivent pas s’approcher à moins de 3,5 km du cratère sommital.
Les éruptions de l’Awu peuvent être explosives, effusives ou phréatomagmatiques. La dernière éruption en juin 2004 a fait apparaître un dôme de lave dans le cratère. Il a un diamètre d’environ 370 m et une trentaine de mètres de hauteur. L’éruption de 2004 avait un VEI 2. Au cours des siècles passés, de puissantes éruptions explosives ont généré des coulées pyroclastiques dévastatrices et des lahars qui ont fait plus de 8 000 morts.
Source : VSI, The Watchers.

Le dôme formé par l’éruption de 2004 (Source: Smithsonian Institution)

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Dernière minute : De toute évidence, l’accès à la zone sommitale du Stromboli (Sicile) n’est pas pour demain!

Dans un bulletin émis le 13 mai 2022 à 16h44 (heure locale), l’INGV signalait une anomalie thermique sur le volcan.

Un nouveau bulletin publié à 17h07 expliquait qu’une séquence explosive d’intensité majeure avait eu lieu sur le Stromboli à 16h43 au niveau d’une, puis de plusieurs bouches dans la partie Centre-Sud du cratère. Les explosions ont projetés des matériaux relativement gros qui sont retombés sur la terrasse cratèrique, jusque sur le Pizzo et, dans une moindre mesure, sur la Sciara del Fuoco. . Le nuage de cendres s’est ensuite dirigé vers le sud-sud-est. .

La situation est redevenue normale vers 18h35,

Source: INGV.

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Ces informations ne sont pas exhaustives. Vous en trouverez d’autres (en anglais) en lisant le bulletin hebdomadaire de la Smithsonian Institution :
https://volcano.si.edu/reports_weekly.cfm

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Here is some news of volcanic activity around the world :

Starting at 7 p.m. (local time) on May 12th, 2022, ash emissions from Mt Etna‘s Southeast Crater (Sicily) were accompanied by the opening of one or more vents along the northern flank of the crater, with a small lava flow which reached the northern base of the crater. The ash plume currently reaches a height of about 3500 m above sea level.
The tremor, whose source is located at the level of the Southeast Crater, shows medium to high values.
Source: INGV.

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Seismic activity is continuing on the Reykjanes Peninsula (Iceland) but Icelandic scientists say there is nothing to worry about. This is part of the normal activity on the peninsula and there is no sign of an impending eruption.

Distinctive swarms including a total of about 2 200 events were located by the Reykjanes Power plant, Eldvörp, Sundhnjúkagígar, Hagafell east of mount Þorbjörn, and lake Kleifarvatn from May 2nd to 8th, 2022. On May 10th, an M 3.2 event was located around 7 km north of Reykjanestá; the earthquake was felt in the surrounding area. An M3.0 quake was also recorded a few hours later in the same area. Both events were felt in the capital area.

The highest activity was on the Reykjanes Peninsula and was widely spread over the area. It should be noted that two small events were detected around Mt Hekla.

Source: Icelandic Met Office.

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High levels of gas emissions and strong volcanic tremor are still recorded at Mt Ruapehu (New Zealand). The Crater Lake temperature has risen to 41 °C and steam plumes can sometimes be observed.

Once again, GeoNet scientists say that within the next four weeks, the most likely outcome of this unrest episode is minor eruptive activity that is confined to the lsummit lake area, or no eruptions.

The alert level remains at 2 and the Aviation Color Code is kept at Yellow.

Source: GeoNet.

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Elevated surface temperatures and SO2 emissions have been detected in satellite data for Cleveland volcano (Aleutians / Alaska). A a consequence, the volcano alerte level has been raised to Advisory and the aviation colour code to Yellow.

Source: AVO.

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Activity is still hight at Karymsky (Kamchatka). A thermal anomaly was visible in satellite images by the end of April and early May. Explosions on 4 May generated ash plumes that rose as high as 3.2 km above sea level. The aviation color code remains at Orange.

Source: KVERT.

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Lava continues to effuse from a vent in Kilauea’s Halema`uma`u Crater (Hawaii) before entering the active lava lake and flowing onto the crater floor. The surface of the lava lake is relatively stable. The aviation colorcode and the volcano alert level remain at Orange and Watch, respectively.

Source: HVO.

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On May 10th, 2022, the Servicio Geológico Colombiano’s (SGC) reported that during the previous week the number of seismic signals indicating both rock fracturing and fluid movement at Nevado del Ruiz had increased compared to the week before. Several episodes of seismicity revealed a growth of the lava dome. Some thermal anomalies were also identified at Arenas Crater. Gas-and-ash emissions were periodically visible in webcam images. A small ash emission on May 3rd caused minor ashfall in several municipalities. The alert level remains at 2 on a scale of 4 colours.

Source: Servicio Geológico Colombiano.

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Latest : Obviously, access to the summit area of Stromboli (Sicily) is not for tomorrow!
In a bulletin issued on May 13th, 2022 at 4:44 p.m. (local time), INGV reported a thermal anomaly on the volcano.
A new bulletin published at 5:07 p.m. explained that an explosive sequence of major intensity had taken place on Stromboli at 4:43 p.m. at one, then several vents in the Center-South part of the crater. The explosions projected relatively large materials which fell on the crater terrace, as far as the Pizzo and, to a lesser extent, on the Sciara del Fuoco. . The ash cloud then moved south-southeast. .
The situation returned to normal around 6:35 p.m.

Source: INGV.

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Latest : Due to an increase in seismicity, the alert level for Awu (North Sulawesi, Indonesia) was raised from 2 to 3 on May 11th, 2022, The public and visitors should not approach within a 3.5 km radius from the summit crater.

The characteristics of the eruption of Mount Awu can be explosive, effusive, or phreatomagmatic. The last eruption in June 2004 created a lava dome in the crater. It has a diameter of about 370 m and a height of about 30 m. The 2004 eruption had a VEI 2. In the past centuries, powerful explosive eruptions produced devastating pyroclastic flows and lahars that caused more than 8 000 fatalities.

Source: VSI, The Watchers.

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This information is not exhaustive. You can find more by reading the Smithsonian Institution’s weekly report:

https://volcano.si.edu/reports_weekly.cfm

Le Kilauea (Hawaii) de 2018 à 2022 // Kilauea Volcano (Hawaii) between 2018 and 2022

Le 3 mai 2022 a marqué le 4ème anniversaire du début de l’éruption spectaculaire du Kilauea en 2018. La lave a envahi une grande partie du District de Puna, avec des coulées qui ont détruit quelque 700 structures. L’événement a également été remarquable par l’effondrement du plancher du cratère de l’Halema’uma’u au sommet du volcan. Dans un nouvel article Volcano Watch, le Hawaiian Volcano Observatory (HVO) rappelle au public les événements qui ont émaillé les 4 dernières années. Dans le même temps, les scientifiques du HVO essayent de comprendre ce que les changements récents peuvent signifier pour l’activité du Kilauea dans les prochaines années.
En 2018, Kilauea était en éruption depuis 1983, donc 35 ans, au niveau du cratère du Pu’uO’o, au coeur de l’East Rift Zone. Le cratère de l’Halemaʻumaʻu a, lui aussi, repris du service et, de 2008 à 2018, il a hébergé un lac de lave qui a attiré des touristes du monde entier; J’étais l’un d’eux en 2011.

Photo : C. Grandpey

Alors que l’équipement du HVO enregistrait des changements sur le Kilauea en 2018, le premier événement majeur s’est produit le 30 avril 2018 avec l’effondrement soudain du Pu’uO’o.

Crédit photo : HVO

Quelques jours plus tard, le 3 mai 2018, l’activité sismique a migré vers les Leilani Estates où des fissures se sont ouvertes. 24 fissures ont été observées à la fin du mois de mai, 24 fissures et des coulées de lave ont envahi une partie du District de Puna jusqu’en septembre.

Crédit photo : HVO

Le cratère sommital de l’Halema’uma’u a également subi des changements majeurs avec, en particulier, la disparition du lac de lave. Des effondrements majeurs se sont accompagnés de séismes qui ont secoué l’ensemble du sommet. Au final, les effondrements ont abaissé le fond du cratère de plus de 500 m.

Crédit photo : HVO

La fin de l’éruption de 2018 et les événements d’effondrement de la caldeira ont été suivis d’une période de calme que le Kilauea n’avait pas connue depuis plus de 35 ans. Un nouveau changement est ensuite intervenu sur le volcan.
Pour la première fois dans l’histoire, une pièce d’eau est apparue au fond de la cavité en entonnoir de Halemaʻumaʻu. Observée pour la première fois en juillet 2019, l’eau a continué à remplir lentement le cratère au cours de l’année et demie suivante et a atteint une cinquantaine de mètres de profondeur.

Crédit photo : HVO

Dans la nuit du 20 décembre 2020, l’Halema’uma’u est entrée dans une nouvelle phase éruptive qui a fait s’évaporer le lac d’eau en moins de deux heures. En moins d’une journée, le niveau de la lave a dépassé le niveau précédent de l’eau et le lac a continué à croître et à remplir le cratère jusqu’en mai 2021.

Crédit photo : HVO

Après quelques semaines de repos, l’Halemaʻumaʻu a commencé une nouvelle éruption en septembre 2021 et elle continue à ce jour.

Les deux éruptions ont rempli l’Halemaʻumaʻu avec une hauteur de plus de 320 m de lave.

Crédit photo : HVO

Une activité de lac de lave presque continue s’est produite pendant des décennies au sommet du Kilauea au 19ème siècle. Toutefois, les scientifiques savent que le comportement du volcan peut changer rapidement d’un jour à l’autre. Une question importante est de savoir ce que les récents changements laissent présager pour l’avenir. L’apparition du lac d’eau au sommet en 2019 a rappelé le risque explosif sur le Kilauea. Aujourd’hui, on peut se demander si le volcan est en train de revenir à une période d’activité prolongée au sommet, comme ce fut le cas dans les années 1800, ou si l’activité ressemblera à celle des trois décennies qui ont précédé le début de l’éruption du Pu’uO’o. Même si le Kilauea est truffé d’instruments de mesure, personne n’est en mesure de répondre à ces questions.
Source : USGS, HVO.

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May 3rd, 2022 marked the 4th anniversary of the start of Kilauea’s dramatic 2018 eruption that destroyed much of lower Puna with lava flows that destroyed 700 structures or so. The event was also remarkable with the collapse of Halema’uma’u’s crater floor at the summit of the volcano. In a new Volcano Watch article, the Hawaiian Volcano Observatory (HVO) reminds the public of the events of the past 4 years. At the same time, HVO scientists consider what these recent changes might mean for future activity at Kilauea.

Kilauea had been erupting for 35 years (1983–2018) at Pu’uO’o on the middle East Rift Zone. The summit crater of Halemaʻumaʻu joined the action, and from 2008 to 2018 hosted a lava lake that drew people from around the world; I was among them in 2011.

While HVO equipment was recording the beginning of changes at Kilauea in 2018, the first major visible sign that something special was happening occurred on April 30th, 2018 with the sudden collapse at Pu’uO’o. (see photo above)

Just a few days later, on May 3rd, 2018, seismic activity migrated beneath Leilani Estates and fissures opened. Before May was over, 24 fissures erupted and lava flows inundated parts of lower Puna until September. (see photo above)

The summit crater of Halemaʻumaʻu also underwent major change, and its lava lake disappeared This meant that ava flows in lower Puna were draining the summit magma reservoir, Halemaʻumaʻu underwent 62 collapses (some with explosive eruptions). Each collapse was marked by earthquakes that were felt throughout the summit. In the end, the collapses lowered the crater floor by more than 500 m. (see photo above)

The end of the 2018 eruption and caldera collapse events were followed by a period of quiescence that had been unknown at Kilauea for over 35 years. It also brought a new and interesting change to the volcano.

For the first time in history, a water lake formed within the deepened pit of Halemaʻumaʻu. First noticed in July 2019, the water continued to slowly fill the crater over the next year and a half until it was about 50 m deep. (see photo above)

On the night of December 20th, 2020, the water lake boiled away within an hour or two as Halemaʻumaʻu burst into eruption again. Within less than a day the new lava lake was deeper than the water lake had been, and it continued to grow and fill in the crater until May 2021. (see photo above)

After a few weeks’ rest, Halemaʻumaʻu began a new eruption in September 2021; the eruption continues to this day. These two eruptions have filled Halemaʻumaʻu with over 320 m of lava. (see photo above)

Nearly continuous lava lake activity occurred for decades at Kilauea’s summit in the 19th century. Scientists know that the volcano has the potential to change quickly from one day to the next. An important question is to know what the recent changes portend for Kilauea’s future. The appearance of the water lake at the summit in 2019 renewed attention on Kilauea’s explosive potential. One may wonder whether the volcano is returning to a period of prolonged summit activity similar to the 1800s, or whether future activity will be more similar to that in the three decades prior to the start of the Pu’uO’o eruption. Even though measuring instruments have been set up everywhere on Kilauea, no one is able to answer these quaestions.

Source: USGS, HVO.

De l’ignimbrite sur la planète Mars? // Ignimbrite on Mars?

Le rover (robot tout-terrain) Perseverance de la NASA explore actuellement la région de Thea Nili Fossae sur Mars, avec en particulier le cratère Jezero. Cette zone rocheuse est riche en olivine, un minéral bien connu sur les volcans de notre planète. Un substrat rocheux identique, lui aussi riche en olivine, a été découvert dans le cratère Gusev, que le robot Spirit de la NASA avait exploré jusqu’en 2010. Cependant, les scientifiques ne savaient pas si on pouvait établir un lien entre ces deux régions de la planète Mars.
Les chercheurs ont examiné les données fournies par plusieurs rovers martiens pour confirmer les similitudes géologiques, et il semble donc que les roches de ces deux secteurs aient pu suivre le même processus de formation. Les scientifiques ont comparé les images de la roche du cratère Gusev fournies par le robot Spirit avec des images de roches sur Terre. Au final, ils ont trouvé dans les roches du cratère Gusev le même type de textures de roches volcaniques que l’on rencontre sur Terre.
Cette roche est l’ignimbrite, qui se forme à partir de cendres, de pierre ponce et de coulées pyroclastiques lors de puissantes éruptions volcaniques. Jusqu’à présent, personne n’avait imaginé que le substrat rocheux riche en olivine sur Mars pouvait être de l’ignimbrite. C’est probablement le type de roche sur lequel s’est déplacé le rover Perseverance en 2021 et où il a prélevé des échantillons. Bien que les chercheurs aient longtemps émis l’hypothèse que le volcanisme était responsable de la formation des Nili Fossae, l’identification de l’ignimbrite, si elle s’avérait exacte, indiquerait que les éruptions étaient plus cataclysmiques qu’on ne le pensait jusqu’à présent.
Pour confirmer la présence d’ignimbrite sur Mars, les scientifiques devront étudier les échantillons de roches dans un laboratoire sur Terre. Cela montre la nécessité de mettre sur pied la mission « Mars Sample Return » qui est prévue pour ramener sur Terre les échantillons prélevés par le robot Perseverance.
Source : space.com.

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NASA’s Perseverance rover is currently exploring Thea Nili Fossae region of Mars, which includes the Jezero Crater. The area is filled with bedrock laden with the volcanic mineral olivine. That same olivine-rich bedrock was also found at the Gusev Crater, where NASA’s Spirit rover roamed until 2010. However, the connection between the regions was not made until now.

The researchers examined data from multiple Mars rovers to confirm the geologic similarities, which indicates the local rocks might have formed by similar processes. Then the scientists compared Spirit’s images of the Gusev Crater rock with images of Earth rocks. They found the same kind of textures in the rocks of Gusev crater as those in a very specific kind of volcanic rock found on Earth.

That rock is ignimbrite, which is created from the ash, pumice and pyroclastic flows of powerful volcanic eruptions. Up to now, no one had suggested ignimbrites as an explanation for olivine-rich bedrock on Mars, It may be the kind of rock that the Perseverance rover has been driving around on and sampling for the past year.

Although researchers have long theorized that volcanism was responsible for producing the Nili Fossae, the identification of ignimbrite, if proven accurate, would indicate that the eruptions were more cataclysmic than previously thought.

To confirm the presence of ignimbrite on Mars, the scientists say they will have to study the rocks in a terrestrial lab, another argument for the planned Mars Sample Return mission to ferry Perseverance’s samples back to Earth.

Source: space.com.

Le Cratère Gusev photographié par le robot Spirit en 2005 (Source: NASA)

Panaches volcaniques et nuages d’incendies de végétation // Volcanic plumes and wildfire clouds

Sur la Grande Ile d’Hawaii, le vog – ou brouillard volcanique – est un phénomène bien connu quand se produit une éruption. Les nuages ​​de gaz toxiques sont un problème tant pour les agriculteurs que pour les personnes souffrant de problèmes respiratoires.
Lorsqu’il n’y a pas d’éruption, mais aussi parfois pendant les éruptions, les incendies de végétation sont une autre source de nuages susceptible d’affecter la qualité de l’air.
Depuis 2010, des chercheurs de l’Université d’Hawaï étudient la dispersion du brouillard volcanique. Le but est de fournir au public et aux services sanitaires des prévisions précises, et de permettre de limiter l’exposition à ce brouillard des personnes vivant dans les zones menacées. Un modèle de qualité de l’air a été développé; il combine la prévision météorologique, les émissions de dioxyde de soufre (SO2), la chimie et un modèle de dispersion dynamique pour suivre la trajectoire du panache.
Bien qu’il existe des différences considérables entre la chimie de la fumée des incendies de végétation et celle du brouillard volcanique, le déplacement des deux types de panaches est géré par des mécanismes physiques similaires. Une chaleur intense en surface génère des courants ascendants. Au fur et à mesure que l’air chaud monte, il fait s’élever verticalement les polluants, que ce soit les gaz volcaniques, les cendres ou la fumée des feux végétation, entre leur source et les niveaux supérieurs de l’atmosphère. La turbulence provoque l’élargissement et le refroidissement du panache au fur et à mesure qu’il se mélange à l’air ambiant propre. Par la suite, le panache se refroidit par expansion et il finit par atteindre un niveau à partir duquel son déplacement dans l’atmosphère dépend largement des vents horizontaux.
Lors d’incendies de forêt de très grande ampleur et d’éruptions volcaniques, le processus de refroidissement du panache peut entraîner la formation de flammagenitus. Communément appelés pyrocumulus, ces nuages ​​proviennent d’une forte source de chaleur et peuvent générer d’intenses turbulences, des rafales de vent en surface, des éclairs et de la pluie. La formation de pyrocumulus peut faire s’élever le panache encore davantage, ce qui entraîne les polluants plus haut dans l’atmosphère.
En raison de tous ces mécanismes dynamiques complexes, la détermination de la hauteur d’injection du panache dans l’atmosphère est une tâche difficile pour les scientifiques qui modélisent la qualité de l’air lors des épisodes de vog et de fumées d’incendies. Elle nécessite une connaissance détaillée de nombreux aspects de la source de chaleur et de l’atmosphère ambiante. Malheureusement, il est souvent impossible d’obtenir de telles informations dans des conditions de catastrophe naturelle
De petites erreurs dans l’estimation de la hauteur d’injection du panache peuvent entraîner de grosses erreurs dans les prévisions de concentrations de polluants dans les zones sous le vent. En effet, les vents horizontaux à différentes altitudes dans l’atmosphère ne soufflent souvent pas dans la même direction. En raison de ce comportement imprévisible du vent, un mauvais calcul de la hauteur d’injection du panache peut entraîner une erreur dans un modèle de qualité de l’air, avec une direction fausse du panache et donc une prévision erronée.
La question la plus importante pour les modélisateurs de vog et de fumée est de savoir à quelle hauteur s’élève un panache donné. De puissantes éruptions, comme celle du Pinatubo en 1991, peuvent envoyer des panaches de gaz et de cendres jusque dans la stratosphère, avec un transport de la pollution sur de longues distances, et même un effet de refroidissement climatique. Jusqu’à récemment, peu d’incendies de forêt étaient assez puissants pour avoir de telles conséquences. Pourtant, avec le réchauffement climatique, on a observé une augmentation spectaculaire des incendies de très grande ampleur dans le monde au cours de la dernière décennie. La puissance et l’impact de ces événements sont comparables à ceux des éruptions volcaniques. En fait, en les observant, il est parfois difficile de faire la différence entre les panaches de vog et les panaches de fumée.
Cette ressemblance entre les panaches éruptifs et ceux générés par les incendies de forêt a toutefois un aspect positif. Cela permet aux scientifiques de transférer des connaissances sur la physique et la dynamique des panaches dans les deux domaines de recherche. Grâce au développement récent de nouveaux algorithmes pour les modèles de fumée des feux de forêt, les scientifiques de l’Université d’Hawaï ont pu intégrer une nouvelle approche dynamique de l’élévation du panache dans leurs prévisions du brouillard volcanique. Cela a permis d’obtenir des prévisions plus précises concernant la qualité de l’air pour l’État d’Hawaii.
Source : USGS, HVO.

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On Hawaii Big Island, vog – or volcanic smog – is a well-known phenomenon during an eruption. The clouds of toxic gases are a problem both for the farmers and for persons suffering from respiratory problems.

When there is no eruption, or sometimes during eruptions, wildfires are another source of clouds likely to affect air quality.

Since 2010, University of Hawaii researchers have been studying the dispersion of vog in Hawaii. The aim has been to provide the public and emergency responders with accurate and timely forecasts that would help limit vog exposure for those in affected areas and communities. A custom air quality model has been developed; it combines numerical weather prediction, volcanic sulfur dioxide (SO2) emission rates, chemistry, and a dynamic dispersion model to track vog plume transport.

While there are drastic differences between the chemistry of smoke and vog, the movement of both types of plumes is controlled by similar physical mechanisms. Intense heating at the surface generates vertical updrafts. As the hot air rises, it moves pollutants, such as volcanic gases, ash, or wildfire smoke from their source to the upper levels of the atmosphere. Turbulence causes the plume to widen and cool as it mixes with clean ambient air. In addition, the plume cools through expansion. Eventually, the plume reaches a level from where its movement in the atmosphere is largely controlled by the ambient horizontal winds.

During extreme wildfires and volcanic eruptions, the plume cooling process can also lead to the formation of flammagenitus clouds. Commonly known as ‘pyrocumulus,’ these clouds originate above a strong, localized heat source and can produce intense turbulence, surface wind gusts, lightning and rain. The formation of pyrocumulus can generate further lift, pulling pollutants higher into the atmosphere.

As a result of all these complex dynamic mechanisms, determining the plume injection height has been a shared challenge for vog and smoke air-quality modelers. It requires detailed knowledge of many aspects of both the heat source and the ambient atmosphere. Unfortunately, it is often impossible to obtain such observations under natural disaster conditions

Meanwhile, small errors in estimating the plume injection height can lead to large errors in downwind predictions of pollutant concentrations. This is because horizontal winds at various elevations in the atmosphere often do not blow in the same direction. Due to this wind shear, miscalculating plume injection height can cause an air quality model to transport the plume in the wrong direction, leading to a poor forecast.

Hence, a key question for both vog and smoke modelers is to know how high a given plume will rise. Powerful eruptions, like Mount Pinatubo’s in 1991, can send plumes of volcanic gases and ash deep into the stratosphere, resulting in long-range pollution transport and even generating climate-cooling effects. Until recently, few wildfires were powerful enough to do this. Yet, with climate change, there has been a dramatic increase in high-intensity ‘mega-fires’ around the world over the last decade. The power and scale of impact of these events are comparable to that of volcanic eruptions. In fact, photos of vog and smoke plumes can sometimes be hard to distinguish.

There is a silver lining to this growing overlap between volcanic eruptions and wildfires. It allows scientists to transfer knowledge about the physics and dynamics of plumes across the two research domains. Owing to the recent rapid development of new algorithms for wildfire smoke models, University of Hawaii scientists have been able to incorporate a new dynamic plume-rise approach in their vog forecasts. This resulted in more accurate air quality predictions for the State of Hawaii.

Source: USGS, HVO.

Panache de vog à Hawaii (Photo: C. Grandpey)

Panache éruptif du Pinatubo en 1991 (Crédit photo: Wikipedia)

Pyrocumulus généré par un incendie de forêt dans le parc National de Yellowstone (Crédit photo: Wikipedia)