Post on 03-Apr-2015
contribution au contribution au Programme 1Programme 1::Detection and characterization of Detection and characterization of volcanic plumesvolcanic plumes andand ’ash clouds’’ash clouds’
Laboratoire de Météorologie-Physique UMR 6016/ OPGC
Contributions Contributions (prévues):(prévues):1 - Mesures in-situ1 - Mesures in-situ par avion dans les panaches volcaniques par avion dans les panaches volcaniques2 - Modélisation numérique2 - Modélisation numérique de la dispersions des panaches de la dispersions des panaches
volcaniquesvolcaniques Objectifs Objectifs ::
1 - caractériser les propriétés physiques et chimiques 1 - caractériser les propriétés physiques et chimiques desdes cendres volcaniques ( cendres volcaniques (VAVA) en fonction de la distance du volcan) en fonction de la distance du volcan2 - analyser (2 - analyser (et prévoir?et prévoir?) le transport, la dispersion et le) le transport, la dispersion et le lessivage lessivage des particules volcaniques dans la troposphèredes particules volcaniques dans la troposphère
Objectifs scientifiquesObjectifs scientifiques
Granulométrie des spectres des particules atmosphériques (x nm à y µm) Détection de leurs formes et leurs propriétés optiques analyses de la composition chimiques et des propriétés physico-chimique (hygroscopicité) missions des vol: saisir le transport, la dispersion/dilution du panache horizontalement comme verticalement
embarquer un Lidar aéroporté ? (du LATMOS ou LISA)
1 - Caractériser les propriétés physiques et chimiques 1 - Caractériser les propriétés physiques et chimiques des des VAVApar mesures aéroportées:par mesures aéroportées:
Objectifs scientifiquesObjectifs scientifiques
calcul des trajectoires lagrangiennes (+l’effet de dispersion)
application d’un modèle de prévision pour le transport et la dispersion des VA
étudier le transport, la dispersion et le lessivage des VA considérant tous processus d’interaction ‘VA-atmosphère’ par un modèle de recherche
2 - Analyser (2 - Analyser (et prévoir?et prévoir?) le transport, la dispersion et le) le transport, la dispersion et le lessivage lessivage des particules volcaniques dans la troposphèredes particules volcaniques dans la troposphère
activités possibles par modélisation numérique:
calcul des trajectoires lagrangiennes
Modèles disponibles: multiple
Hysplit (NOAA) data base: NCEP (analyse et prévision)
Flexpart (NILU) data base: ECMWF (analyse et prévision)
Goddard Automailer, BADC.uk , … et 2 modèles propres au LaMP
Avantages: - calcul très rapide
- accès au code et installation sur des ordinateurs locaux
- pour Hysplit, Automailer, BADC: calcul à distance sans ftp et stockage des données NCEP ou ECWMF
Désavantages: - pour le calcul autonome: une gestion opérationnelle des données NCEP ou ECWMF est nécessaire
- le champ atmosphérique de u,v,w,T,… est disponible tous les 6 (3) heures incertitude par interpolation temporelle
- les approches pour la dispersion très empirique
calcul des trajectoires lagrangiennes HYSPLIT
calcul des trajectoires lagrangiennes
calcul des trajectoires lagrangiennes combiné avec la dispersion et du dépôt des composées atmosphériques
calcul de la dispersion et du dépôt des composées atmosphériques
Modèle de panachegaussien
Modèle à boufféesgaussiennes
(plume and puffmodels)
Exemple:Exemple:
Flexpart (NILU)Flexpart (NILU)
Application d’un modèle de prévision pour le transport et la dispersion des VA (LaMP juin 2010)
Weather Research & Forecasting Model Modèle WRF =
Application d’un modèle de prévision pour le transport et la dispersion de VA
Weather Research & Forecasting Model Modèle WRF =
Application d’un modèle de prévision pour le transport et la dispersion de VA
Weather Research & Forecasting Model Modèle WRF =
Avantages:- une prévision opérationnelle est possible- des applications pour les éruptions volcaniques sont déjà développées (NCAR, Univ. of Alaska, …)
Désavantages:- moyens informatiques sont considérables (32 procs – 128 procs)- résolution de l’éruption très grossière (couplage avec un modèle ‘puff’)
http://puff.images.alaska.edu/index.shtml
- description de la granulométrie des VA grossière (notre approche: distribution dimensionnelle type gamma avec la prévision du nombre de particules et de la concentration)
voir lien http://puff.images.alaska.edu/index.shtml
étudier le transport, la dispersion et le lessivage des VA considérant tous processus d’interaction ‘VA-atmosphère’ par un modèle de recherche
Modèle DeScaM = Modélisation détaillée des processusatmosphériques influençant la formationet l’évolution des nuages et des précipitations
Méthodologie: prévoir les spectres des particules d’aérosol, des gouttes et des cristaux
0.001
0.01
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10
100
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particules d’aérosols
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pré
cipit
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on
1 nm 1 µm 1 mm
VA
?
Spectres des « particules atmosphériques »
Utilité de Modélisation de la dispersion volcanique ?
Considérant:
- Compétence disponible au LaMP
mais actuellement n’envisagée dans aucun projet personnel et fonctionnement nécessaires + heures de calcul sur les machines dédiées (et acquises) pour ClerVolc
- Prévisions opérationnelles déjà établies à différentes institutions nationales et internationales
en France: « Prev’Air » www.prevair.ineris.fr (Ministère d ’écolo…, ADEME, MétéoFrance, INERIS, CNRS, IPSL, …) quelle activité (prévi opérationnelle/ aspect recherche) est utile pour ClerVolc?