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Projets 1) Expérimentation sur le sondage des panaches de cendres (financement LabEx Clervolc 2015) Il existe très peu de mesures de la dynamique interne des panaches de cendres permettant de relier les observations in situ avec les modèles et les dépôts au sol à une échelle spatio-temporelle fine. Ces mesures concernent à la fois les aspects dynamiques (dynamique interne, turbulence, sédimentation, advection, extension 3-D) et la quantification de paramètres clés (concentration particulaire, flux, champ de vitesses, masse totale), et leurs interactions. De telles mesures ne peuvent être réalisées que par des moyens de télédétection, dont il est nécessaire d’explorer l’applicabilité et les limites préalablement à une transposition vers les panaches denses d’éruption fortement explosives, qui engendrent le plus de risques. Nous souhaitons tester l’application pour l’étude des panaches de cendres d’un nouveau radar nuage (Basta, 95GHz) récemment développé par le LATMOS (Lab. Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales, IPSL ; Delanoë et al., 2012). Le sondage des panaches et nuage de cendres à des longueurs d’onde millimétriques, optimales pour la détection des cendres serait susceptible d’apporter des informations quantitatives sur la dynamique interne, à une échelle spatio-temporelle inégalée, grâce au profilage des vitesses Doppler et des réflectivités dans des volumes successifs du faisceau. Notre stratégie consiste à profiler les nuages de cendres de Stromboli, en synergie avec d’autres instruments de télédétection disponibles à l’OPGC, au LMV et au LaMP qui permettront d’inter-valider les données.
2) Développement d’un radar à ondes millimétriques transportable en milieu volcanique pour l’étude et le suivi opérationnel des panaches de cendres (financement CNRS Défi - Instrumentation aux limites) La crise du volcan islandais Eyjafjöll en 2010 a démontré l’importance de quantifier précisément les quantités de produits émis à la source et la proportion injectée et transportée dans l’atmosphère, afin de fiabiliser les prévisions des modèles numériques de dispersion de cendres. Cela nécessite des mesures par télédétection, que seuls peuvent réaliser des radars à l’intérieur des parties denses du panache, avec des longueurs d’onde adaptées : variations spatio-temporelles des charge et flux particulaire, masse totale, champ de vitesses internes, extension en 3-D. De telles mesures contribueraient à mieux comprendre la dynamique du panache et ses relations avec les conditions météorologiques (vent, humidité) et volcaniques (incorporation d’eau, fragmentation, flux, abondance de gaz). Ces mesures ne sont pas délivrées à hautes résolutions spatiale et temporelle par les radars météorologiques fixes, non conçus spécifiquement pour la détection des cendres, de longueur d’onde rarement optimale, pas toujours présents à proximité et souvent trop éloignés, souvent incapables d’imager le bas de la colonne éruptive. Dans cette logique, nous développerons dans un cadre collaboratif national transdisciplinaire un prototype de radar panache à ondes millimétriques, compact et robuste, optimisé pour l’étude des panaches de cendres, durci pour les milieux volcaniques hostiles. Cette technologie de pointe permettra de franchir un grand pas en avant dans notre compréhension sur la dynamique des panaches de cendres, les relations avec l’environnement (conditions météos, vent, influence sur la hauteur, nucléation d’eau/glace, agrégation), leur dynamique interne (vitesses, turbulence), la sédimentation (variations spatiales, liens avec les dépôts au sol et la turbulence interne). En réponse aux enjeux sociétaux, cette technologie contribuera fortement à la mitigation des risques volcaniques, en apportant des informations en temps-réel sur les paramètres clés contrôlant le comportement des panaches, afin de fiabiliser les prévisions des modèles de dispersion de cendres. Partenaires : OPGC-LMV (UBP), Latmos (IPSL, UVSQ), LaMP-OPGC (UBP), SIRTA (OVSQ, IPSL) |
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