Simulation de la dispersion des cendres émises le 15 avril par le volcan islandais Eyjafjöll

Jeudi, 22 avril 2010

Afin de mieux comprendre comment les cendres émises le 15 avril par le volcan islandais Eyjafjöll se sont dispersées entre le 15 et le 17 avril, une simulation de leurs trajectoires prenant en compte les conditions météorologiques a été réalisée par un chercheur du Laboratoire "atmosphères, milieux, observations spatiales" (LATMOS/IPSL, UVSQ/CNRS/UPMC). Les résultats obtenus sont en parfait accord avec les observations, ce qui indique qu'en associant la modélisation aux prévisions météorologiques, on obtient un outil fiable pour la prévision du devenir d'un tel nuage.

Pour analyser la dispersion des cendres émises par le volcan, une simulation a été réalisée par un chercheur du LATMOS/IPSL en supposant que les particules étaient émises de façon continue et à 6 km d'altitude, une altitude choisie en fonction des observations du lidar de la mission CALISPO au voisinage de l'Islande le 15 avril qui montrent des injections entre 5 et 8 km d'altitude. Pour cela, le chercheur a utilisé un modèle permettant de calculer les trajectoires des masses d'air à partir de données météorologiques(1). Quatre calculs ont ainsi été effectués, correspondant à des cendres émises le 15 avril à 4 moments différents de la journée.

La figure ci-contre montre les résultats de cette simulation, à savoir les trajectoires des panaches d'aérosols (en haut) et l'évolution en fonction du temps de leur altitude (en bas) et ce, pour des cendres émises à 00 TU (rouge), 06 TU (bleu foncé), 12 TU (vert) et 18 TU (bleu clair).
Ces résultats indiquent que, pour une source émettant en continue, les trajectoires des particules d'aérosols montrent une grande variabilité, tant horizontale que verticale, à l'échelle de l'Europe.
Ceci montre le rôle important joué par la qualité des prévisions météorologiques dans la prévision de la dispersion des panaches.

La position et l'altitude des panaches calculées par le modèle peuvent être comparées aux observations lidar disponibles (voir "Suivi des émissions de cendres du volcan islandais Eyjafjöll"), lesquelles fournissent des profils d'aérosols sur toute la colonne d'air.

Comparaison avec les observations du lidar CALIOP du satellite défilant CALIPSO (collaboration NASA/CNES)


La trace du satellite CALIPSO se déplaçant vers le sud est représentée en noir sur la carte de l'Europe (à gauche). Les mesures réalisées le 17 avril par CALIOP (à droite) montrent que le nuage de cendres (trace entourée) se situe vers 2 km d'altitude dans la région Nord-Pas de Calais et à des altitudes plus élevées (jusqu'à 5-6 km) dans les environs de Rodez, ce qui est en accord avec les simulations (respectivement courbes rouge et bleu foncé) qui indiquent une courbure anticyclonique et une descente plus marquées pour les masses d'air du nord de la France.

Comparaison avec les observations du lidar de la plateforme instrumentée SIRTA de l'IPSL


Les observations du lidar fixe de Palaiseau réalisées le 17 avril montrent la présence de particules d'aérosols à plus haute altitude en début de journée (3,3 km) qu'en fin de journée (2,2 km). On constate à nouveau qu'une excellente cohérence existe entre les observations et la modélisation du transport du panache : les aérosols présents le matin du 17 avril au-dessus de Paris correspondent aux particules émises tardivement le 15 avril (trajectoire bleu claire) mais qui ont voyagé plus rapidement et à plus haute altitude ; quant aux aérosols présents en fin de journée au-dessus de Paris, ils correspondent à des particules émises plus tôt (trajectoire rouge) mais qui ont voyagé plus lentement et ont ainsi pu descendre jusqu'à 2,2 km d'altitude.

Pour le suivi opérationnel du nuage et la prévision de son étendue et de son altitude, la qualité des prévisions météorologiques semble donc suffisante pour une analyse fiable de la position du panache.

Note(s): 
  1. Le modèle employé ici est le modèle opérationnel de calcul de trajectoire des masses d'air de la NOAA, lequel utilise les analyses météorologiques GDAS (Global data assimilation system) de la NOAA.
Contact(s):
  • Jacques Pelon, LATMOS/IPSL
    jacques [dot] pelon [at] latmos [dot] ipsl [dot] fr, 01 44 27 37 79
  • Gérard Ancellet, LATMOS/IPSL
    gerard [dot] ancellet [at] latmos [dot] ipsl [dot] fr, 01 44 27 47 62

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