Pluma vulcânica

Pluma vulcânica sobre o Monte Pinatubo nas Filipinas

Uma coluna de erupção consiste quente cinzas vulcânicas emitida durante um explosivo erupção vulcânica. A cinza forma uma coluna subindo muitos quilômetros para o ar acima do pico do vulcão. Nos erupções mais explosivos, a pluma vulcânica pode subir mais de 40 km, penetrando o estratosfera. Injeção estratosférica de aerossóis por vulcões é uma das principais causas de curto prazo as alterações climáticas .

Uma ocorrência comum em erupções explosivas é para o colapso da coluna para ocorrer. Neste caso, a coluna de erupção é demasiado densa para ser erguida para o ar por convecção de ar, e, em vez cai para baixo os flancos do vulcão para formar um fluxo piroclástico ou aumentar.

Formação

Formar colunas Erupção da actividade vulcânica explosiva, quando a concentração elevada de materiais voláteis no crescente magma causou a ser interrompido em multa cinzas vulcânicas e grosseira tephra. A cinza e tephra são ejetadas a velocidades de várias centenas de metros por segundo, e pode subir rapidamente a alturas de vários quilômetros, levantada pelo enorme correntes de convecção.

Erupção colunas podem ser transitórias, se formada por uma explosão discreta, ou sustentada, se produzido por uma erupção contínua ou explosões discretas pouco espaçadas.

Estrutura

O material sólido ou líquido em uma coluna de erupção é levantado por meio de processos que podem variar conforme o material sobe:

• Na base da coluna de água, o material é forçado para cima para fora da abertura, pela pressão de expansão do gás, principalmente vapor. O gás expande-se, porque a pressão de rocha acima reduz rapidamente à medida que se aproxima da superfície. Esta região é denominada região de impulso de gás e normalmente atinge apenas um ou dois quilómetros acima da abertura.

• A região convectiva empurrado cobre a maior parte da altura da coluna de água. A região de gás impulso é muito turbulento e ar circundante se torna misturado nele e aquecida. O ar se expande, reduzindo a sua densidade e subindo. O ar ascendente leva o material sólido e líquido a partir da erupção arrastadas nele para cima.

• Como a pluma sobe para o ar menos denso circundante, ele acabará por atingir uma altitude onde o ar quente subindo, é da mesma densidade que o ar mais frio circundante. Nesta região flutuabilidade neutra, o material entrou em erupção, em seguida, deixou de subir através de convecção, mas unicamente através de qualquer impulso para cima que ele tem. Isso é chamado de região de guarda-chuva, e normalmente é marcado pela coluna espalhando-se para os lados. O material eruptiva e o ar frio circundante tem a mesma densidade na base da região de guarda-chuva, e o topo é marcada pela altura máxima do impulso que carrega o material entrou em erupção. Porque as velocidades são muito baixos, ou insignificante nesta região é muitas vezes distorcida por ventos estratosféricos.

Alturas de colunas

Pluma vulcânica que aumenta sobre Redoubt vulcão, Alaska

A coluna deixará de subir uma vez que atinge uma altura em que já não é menos denso do que o ar circundante. Vários fatores controlar a altura que uma coluna de erupção pode alcançar.

Factores intrínsecos incluem o diâmetro do orifício erupção, o gás conteúdo do magma, e a velocidade à qual é ejectado. Factores extrínsecos pode ser importante, com ventos vezes limitando a altura da coluna, e o gradiente de temperatura térmica local também desempenhar um papel. A temperatura da atmosfera no troposfera normalmente diminui em cerca de 10 K / km, mas pequenas mudanças na esse gradiente pode ter um grande efeito sobre a altura final da coluna. Teoricamente, a altura da coluna de operação máxima é pensado para ser cerca de 55 km. Na prática, alturas de colunas que vão de cerca de 2-45 km são vistos ......

Colunas erupção mais de 10-15 km de altura romper a tropopausa e injetar cinzas e aerossóis na estratosfera. Ash e aerossóis na troposfera são rapidamente removidas por chuva e outros precipitação, mas o material injectado na estratosfera é muito mais lentamente dispersa, na ausência de tempo sistemas. Quantidades substanciais de injeção estratosférica podem ter efeitos globais: depois de Mount Pinatubo entrou em erupção em 1991, as temperaturas globais caíram cerca de 0,5 ° C. As maiores erupções são pensados para se gotas de até vários graus, e são potencialmente a causa de alguns dos conhecida extinções em massa.

Altura de coluna de erupção é uma forma útil de medir a intensidade da erupção uma vez que para uma dada temperatura atmosférica, a altura da coluna é proporcional à quarta potência da taxa de erupção de massa. Consequentemente, dadas as condições semelhantes, para dobrar a altura da coluna requer uma erupção ejetando 16 vezes mais material por segundo. A altura de erupções que não tenham sido observadas coluna pode ser estimada por meio do mapeamento da distância máxima que piroclastos de tamanhos diferentes são realizados a partir do ventilador - quanto maior a coluna do material ejectado mais de uma massa em particular (e, por conseguinte, o tamanho) pode ser realizada.

Perigos

Colapso coluna

Erupção colunas pode tornar-se tão carregadas de material denso que eles são pesados demais para ser suportado por correntes de convecção. Isto pode acontecer se repentinamente, por exemplo, a taxa à qual o magma é irrompeu aumenta para um ponto em que o ar é arrastado insuficiente para suportar, ou se a densidade aumenta de repente como magma mais denso do magma mais abaixo numa estratificada magma câmara é aproveitado.

Se isso acontecer, então o material chegar ao fundo da região convectiva empurrado já não pode ser adequadamente apoiada por convecção e cairá sob gravidade , formando um fluxo piroclástico ou aumento que pode viajar para baixo os flancos de um vulcão a velocidades superiores a 100 km / hora. Colapso coluna é um dos riscos vulcânicos mais comuns e perigosos em uma erupção pliniana.

Aeronave

Várias erupções ter colocado em perigo sério aeronave que encontrou a coluna de erupção. Em dois incidentes separados, em 1982, um avião voou para o curso superior de uma coluna de erupção gerados por Mount Galunggung, e as cinzas danificou severamente as duas aeronaves. Perigos particulares foram a ingestão de cinzas parar os motores, o jateamento das janelas do cockpit tornando-os em grande parte opaca ea contaminação de combustível através da ingestão de cinzas através de dutos de pressurização. Os danos para motores é um problema particular uma vez que as temperaturas no interior de um turbina a gás são suficientemente elevado para que a cinza vulcânica derreteu-se no câmara de combustão, e forma um revestimento de vidro em componentes mais a jusante da mesma, por exemplo, em lâminas de turbina.

Em um caso, a aeronave poder perdido em todas as quatro motores, e no outro, três dos quatro motores falharam. Em ambos os casos, os motores foram reiniciados com êxito, mas a aeronave foram forçados fazer pousos de emergência em Jacarta . Veja British Airways Voo 9

Danos similares aos de aeronaves ocorreu devido a uma pluma vulcânica sobre Redoubt vulcão Alaska em 1989. Na sequência da erupção do Monte Pinatubo, em 1991, aviões foram desviados para evitar a coluna de erupção, mas, no entanto, de dispersão de cinzas sobre uma grande área causado danos a 16 aeronaves, alguns tão longe quanto 1000 km do vulcão.

Fumaça de erupções geralmente não são visíveis no radar de tempo e pode ser obscurecida por nuvens ou da noite. Por causa dos riscos colocados à aviação por fumaça de erupções, há uma rede de nove centros de aconselhamento cinzas ao redor do mundo que monitoram continuamente por fumaça de erupções usando dados de satélites, relatórios, relatórios de solo-piloto e modelos meteorológicos.