Скопление вулканического пепла - Volcanic ash aggregation

Агрегаты вулканического пепла (аккреционные лапилли ) в игнимбрит от Извержение Оруануи вулкана Таупо, Новая Зеландия.

Скопление вулканического пепла происходит, когда частицы вулканический пепел сталкиваться и слипаться во время транспортировки. Этот процесс изменяет распределение размеров частиц в воздухе, что влияет как на атмосферное рассеяние, так и на характер выпадения осадков на земле. Агрегация также влияет на динамику вулканические шлейфы, токи пирокластической плотности, и связанные с ними опасности.

Численные модели

Существует два основных подхода к включению эффектов агрегации золы в численные модели нагнетания и рассеивания золы. Один из них - инициализировать модель агрегированным гранулометрический состав, перемещая части извергнутой массы в бункеры большего размера (например, модель Корнелла[1]). Второй подход - это полное теоретическое описание совокупного роста во времени, основанное на Уравнение коагуляции Смолуховского. Существует несколько методов, позволяющих справиться с этим уравнением, включая непрерывные и дискретные методы. Непрерывные методы используют метод моментов отслеживать эволюцию непрерывного гранулометрический состав, обычно представлен средним и стандартным отклонением[2][3]. В отличие от этого, дискретные методы используют дискретное (объединенное) распределение размеров зерен.[4] Области неопределенности в численных схемах включают параметризацию эффективности прилипания частиц, временные рамки, в течение которых происходит агрегация, и доля извергнутой массы, участвующая в процессе агрегации.

Рекомендации

  1. ^ Корнелл, Вт; Кэри, S; Сигурдссон, Х (1983). «Компьютерное моделирование переноса и осаждения пепла кампанского Y-5». Журнал вулканологии и геотермальных исследований. 17 (1): 89–109. Bibcode:1983JVGR ... 17 ... 89C. Дои:10.1016 / 0377-0273 (83) 90063-X.
  2. ^ Veitch, G; Вудс, AW (2001). «Агрегация частиц в колоннах извержения вулкана». Журнал геофизических исследований: твердая Земля. 106 (B11): 26425–26441. Bibcode:2001JGR ... 10626425V. Дои:10.1029 / 2000JB900343.
  3. ^ de 'Michieli Vitturi, M; Нери, А; Барсотти, С (2015). «PLUME-MoM 1.0: Новая интегральная модель вулканических шлейфов на основе метода моментов». Разработка геонаучных моделей. 8 (8): 2447–2463. Bibcode:2015GMD ..... 8.2447D. Дои:10.5194 / gmd-8-2447-2015.
  4. ^ Коста, А; Folch, A; Македонио, G (2010). «Модель влажного скопления частиц пепла в вулканических шлейфах и облаках: 1. Теоретическая формулировка». Журнал геофизических исследований: твердая Земля. 115 (B9): B09201. Bibcode:2010JGRB..115.9201C. Дои:10.1029 / 2009JB007175.