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Agregación de cenizas volcánicas

Agregados de ceniza volcánica ( lapilli acrecionario ) en ignimbrita de la erupción Oruanui del volcán Taupo , Nueva Zelanda.

La agregación de cenizas volcánicas se produce cuando las partículas de ceniza volcánica chocan y se adhieren entre sí durante el transporte. Este proceso modifica la distribución del tamaño de las partículas en suspensión, lo que afecta tanto a la dispersión atmosférica como a los patrones de precipitación en el suelo. La agregación también afecta a la dinámica de las columnas volcánicas , las corrientes de densidad piroclástica y sus peligros asociados .

Modelos numéricos

Existen dos enfoques principales para incluir los efectos de la agregación de cenizas en modelos numéricos de inyección y dispersión de cenizas. Uno es inicializar el modelo con una distribución de tamaño de grano agregada , moviendo fracciones de la masa erupcionada a compartimentos de mayor tamaño (por ejemplo, el modelo de Cornell [1] ). Un segundo enfoque es una descripción teórica completa del crecimiento agregado a través del tiempo, basada en la ecuación de coagulación de Smoluchowski . Existen varios métodos para tratar esta ecuación, incluidos los métodos continuos y discretos. Los métodos continuos utilizan el método de momentos para rastrear la evolución de una distribución de tamaño de grano continua , típicamente representada por una media y una desviación estándar. [2] [3] Por el contrario, los métodos discretos utilizan una distribución de tamaño de grano discretizada (en compartimentos). [4] Las áreas de incertidumbre en los esquemas numéricos incluyen la parametrización de la eficiencia de adherencia de las partículas, las escalas de tiempo en las que ocurre la agregación y la fracción de masa erupcionada que participa en el proceso de agregación. 

Referencias

  1. ^ Cornell, W; Carey, S; Sigurdsson, H (1983). "Simulación por ordenador del transporte y la deposición de las cenizas del Campaniano Y-5". Revista de vulcanología e investigación geotérmica . 17 (1): 89–109. Código Bibliográfico :1983JVGR...17...89C. doi :10.1016/0377-0273(83)90063-X.
  2. ^ Veitch, G; Woods, AW (2001). "Agregación de partículas en columnas de erupciones volcánicas". Revista de investigación geofísica: Tierra sólida . 106 (B11): 26425–26441. Código Bibliográfico :2001JGR...10626425V. doi : 10.1029/2000JB900343 .
  3. ^ de' Michieli Vitturi, M; Neri, A; Barsotti, S (2015). "PLUME-MoM 1.0: Un nuevo modelo integral de columnas volcánicas basado en el método de momentos" (PDF) . Desarrollo de modelos geocientíficos . 8 (8): 2447–2463. Bibcode :2015GMD.....8.2447D. doi : 10.5194/gmd-8-2447-2015 .
  4. ^ Costa, A; Folch, A; Macedonio, G (2010). "Un modelo para la agregación húmeda de partículas de ceniza en penachos y nubes volcánicas: 1. Formulación teórica". Journal of Geophysical Research: Solid Earth . 115 (B9): B09201. Bibcode :2010JGRB..115.9201C. doi : 10.1029/2009JB007175 .