Lead
Con questo progetto proponiamo una ricerca multidisciplinare che attraverso studi numerici, di terreno e di laboratorio possa migliorare la comprensione, la descrizione e la modellizzazione delle instabilità gravitazionali che si formano alla base delle nubi vulcaniche e che controllano la sedimentazione della cenere fine. Come dimostrato da recenti crisi vulcaniche (si ricordi ad esempio la crisi del vulcano Eyjafjallajokull, Islanda, 2010), la dispersione nell’atmosfera e l’accumulo a terra di cenere vulcanica possono avere un grande impatto sia a scala locale (come ad esempio l’impatto sulle infrastrutture e sulla salute) che a scala globale (come ad esempio l’impatto sul traffico aereo) paralizzando interi settori economici (come il commercio e l’agricoltura). La mitigazione di questi impatti può avvenire solo tramite un’accurata descrizione di tutti quei processi che controllano la dispersione e sedimentazione della cenere vulcanica, come appunto le instabilità gravitazionali.

Lay summary

Soggetto e obiettivo

Il nostro obiettivo principale è la comprensione e la descrizione numerica della sedimentazione della cenere vulcanica fine attraverso lo sviluppo di instabilità gravitazionali alla base di nubi vulcaniche. Queste instabilità, che appaiono simili alle bande di pioggia verticali che si vedono spesso alla base di nubi meteorologiche, si possono formare alla base di nubi vulcaniche per piccole differenze di densità e favoriscono la sedimentazione di cenere fine. Questo comporta un maggiore accumulo di cenere fine a terra in zone vicino al vulcano e una minore concentrazione in atmosfera in zone distali, compromettendo la previsione numerica di dispersione di cenere fine che non tiene conto di questo fenomeno. Le osservazioni in tempo reale di queste instabilità durante eruzioni vulcaniche (il nostro caso studio è l’Etna in Italia) e la loro riproduzione in laboratorio che sono oggetto di questo progetto ci consentiranno di sviluppare una migliore comprensione di questo fenomeno. Le osservazioni di terreno e di laboratorio saranno anche accompagnate da studi numerici 3D che permetteranno un’analisi più approfondita delle condizioni che possono generare questo fenomeno.

Contesto socio-scientifico

La mancanza di una descrizione accurata della dispersione e sedimentazione della cenere fine rappresenta uno dei problemi principali delle attuali previsioni numeriche utilizzate sia durante le crisi vulcaniche per la mitigazione del rischio al trasporto aereo che per la pianificazione del territorio a lungo termine. Il nostro lavoro permetterà di migliorare la descrizione numerica della dispersione di cenere fine nell’atmosfera e del suo accumulo a terra per poter migliorare l’accuratezza dei modelli numerici utilizzati per mitigare i rischi vulcanici sia a terra che in atmosfera.