Resuspension of volcanic fallout deposits: parametrization, modelling and operational forecast

En este trabajo se aborda el estudio del fenómeno de la resuspensión eólica de depósitos volcánicos de caída mediante el modelado numérico del transporte atmosférico de aerosoles. Para tal fin se incorporan parametrizaciones del flujo de emisión de cenizas volcánicas y difusión en la capa límite atmosférica en un sistema de modelado numérico para ser utilizado en el diagnóstico y pronóstico de concentración de partículas durante episodios de removilización de cenizas volcánicas. Como consecuencia, se desarrolló una nueva versión del modelo euleriano de transporte y depósito de tefra FALL3D. A fin de probar y obtener una configuración óptima del sistema de modelado WRF-ARW/FALL3D, se llevaron a cabo simulaciones numéricas tomando como casos de estudio la removilización de depósitos piroclásticos en el norte de la Patagonia, generados recientemente a consecuencia de la erupción del Complejo Volcánico Puyehue-Cordón Caulle en 2011, y la removilización de antiguos depósitos piroclásticos en el Bolsón de Fiambalá (Catamarca), generados principalmente a partir de la erupción del Complejo Volcánico Cerro Blanco hace más de 4,000 años. Esta investigación surge en el contexto de las necesidades de desarrollar y aumentar la capacidad de predicción de episodios de removilización eólica de cenizas volcánicas en la región volcánica de Los Andes, mediante la creación de un producto de pronóstico operacional a ser utilizado en el Servicio Meteorológico Nacional (SMN) para brindar soporte al VAAC (Volcanic Ash Advisory Center) de Buenos Aires y a organismos vinculados con la calidad del aire y la seguridad aeronáutica, entre otros. In this work, we study the wind resuspension of volcanic fallout deposits using a threedimensional model of atmospheric transport. Parameterizations of the emission rate of windblown ash and the atmospheric diffusion in the planetary boundary layer are implemented in a numerical modeling system to be used as a forecast tool of particle concentration levels during episodes of wind-remobilized volcanic ash. As a consequence, a new version of the FALL3D model for the transport and deposition of volcanic tephra was developed. The WRF-ARW/FALL3D modelling system was tested using two real cases: the wind-remobilized ash from volcanic fallout deposits on northern Patagonia created by the June 2011 Puyehue-Cordón Caulle eruption, and the wind remobilization of ancient pyroclastic deposits (circa 4.5 Ka Cerro Blanco eruption) from the Fiambalá Basin in northwestern Argentina. This work is framed in the context of efforts for the development of operational forecasting capabilities to predict the occurrence of volcanic ash mobilization in the Andean volcanic region. The final product is intended to provide support to Volcanic Ash Advisory Centres (VAAC) and air quality agencies. Fil: Mingari, Leonardo A.. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.