Ученые «прочитали» пепел исландского вулкана спустя два года после извержения

В мае 2010 года облако пепла от исландского вулкана Эйяфьядлайёкюдль достигло Пиренейского полуострова, парализовав аэропорты по всей Европе. Ученые, отслеживавшие его движение с помощью спутников, лидаров, фотометров и других инструментов, представили результаты и модели, которые помогут смягчить последствия подобных природных явлений.

Извержение вулкана на юге Исландии началось 20 марта 2010 года. 14 апреля начался выброс облака пепла, который привел к закрытию воздушного пространства над Северной и Центральной Европой. После затишья 3 мая активность возобновилась, и ветры направили аэрозоли (смесь частиц и газа) в сторону Испании и Португалии, где некоторые аэропорты были закрыты с 6 по 12 мая. Это событие подчеркнуло необходимость точного описания распространения вулканического шлейфа, детальной характеристики состава его частиц и установления безопасных для авиации пределов их концентрации.

Команда идентифицировала облако вулканического пепла над Мадридом с помощью лидара (LIDAR) — наиболее эффективной системы для оценки концентрации аэрозолей на высоте. Максимальная концентрация была оценена в 77 микрограмм/м³, что ниже установленного для авиации порога риска в 2 миллиграмма/м³. При этом резко выросли уровни мелких частиц (диаметром от 1 микрона), богатых сульфатами. В отличие от более крупных частиц (свыше 20 микрон), обнаруженных в Центральной Европе и способных повредить авиадвигатели, эти мелкие частицы аналогичны городским и промышленным загрязнениям и изучаются в первую очередь с точки зрения вреда для здоровья.

Для отслеживания эволюции частиц также использовалась сеть автоматических солнечных фотометров AERONET (NASA), интегрированная в сеть RIMA в Испании и Португалии. Совместное использование лидаров и фотометров позволило установить, что облако пепла циркулировало на высотах от 3 до 6 км. Данные подтвердили значительную вариабельность размера и характеристик вулканических аэрозольных частиц в последовательные периоды, а также зафиксировали присутствие диоксида серы от исландского вулкана.

Большинство наблюдений за извержением, полученных с самолетов, спутников и с земли, помогли ученым проверить модели прогноза и рассеивания частиц. В частности, была протестирована модель FLEXPART для расчета переноса пепла, а с помощью суперкомпьютера в Барселоне была валидирована модель Fall3d, специально разработанная для моделирования рассеивания частиц вулканического происхождения. Эти модели используются для реконструкции прошлых событий и, что особенно важно для гражданской авиации, для прогнозирования концентрации аэрозолей в воздухе и на земле.