Árbók VFÍ/TFÍ - 01.06.2010, Page 242

Abstract
A volcanic eruption in Eyjafjallajökull Glacier in Southern lceland commenced on Wednesday, April 14th, 2010. During the
first days and weeks of the eruption, the volcano created an ash cloud that greatly affected air traffic in Europe.This paper
analyzes the lateral dispersion of the Eyjafjallajökull volcanic plume within the first 120 km from the volcano using satel-
lite images, photographs, radar- and weather data. Results suggest that the lateral dispersion of volcanic plumes can be
described reasonably well with a simple Gaussian model accounting for initial plume size and assuming a power law rela-
tionship for plume spreading with distance from crater. Fitted power law coefficients are slightly higher than previous
smokestack research within the troposphere and planetary boundary layer. Research results can be used to predict vol-
canic plume behavior for short discrete events based on limited tropospheric weather information.
Inngangur
Eyiafjallajökull er um 1600 m hár og er jökulhettan um 80 km2 og út frá henni teygja sig
nokkrir skriðjöklar. Síðast gaus í Eyjafjallajökli árin 1821-1823 þar sem megineldvirkni
kom fram í stuttum syrpum á því tímabili. I marsmánuði 2010 hófst eldgos á stuttri
sprungu á Fimmvörðuhálsi. Nokkrum sólarhringum eftir að því gosi lauk hófst eldgos >
Eyjafjallajökli, þann 14. apríl. Gosið byrjaði af miklum krafti og mikið af gosefnum kom
upp á fyrstu dögum og vikum gossins. Askan dreifðist í háloftin og raskaði flugumferð,
bæði í Evrópu og Ameríku. Gosvirkni hefur legið í dvala síðan í lok maí, en goslokum
hefur ekki verið lýst yfir þegar þetta er skrifað.
Gígar margra af öflugustu eldfjöllum heims eru staðsettir yfir 1 km yfir sjávarmáli, sem
er nálægt ytri mörkum jaðarlags lofthjúps. Gosefnin berast þannig í uppheima veðra-
hvolfsins (< 10 km y.s.) og jafnvel upp í heiðhvolfin (> 10 km y.s.). Askan getur því ferð-
ast langar leiðir og af þeim sökum er meðal annars mikill áhugi á að skilja betur dreifingu
hennar og áhrif á flugumferð (Stunder o.fl., 2007; Papp o.fl.,2008; Bursik o.fl., 2009)
Þekking á dreifingu efna í háloftunum er mun styttra á veg komin en innan jaðarlagsins-
Mun erfiðara er að mæla beint efnastyrk og veðurfarsaðstæður í margra kílómetra hæð
frá jörðu. Því eru rannsakendur í auknum mæli að nýta sér gervihnattamyndir til þess að
meta dreifingu gosefna (Webley og Mastin, 2009). Þannig gerðu Tiesi o.fl. (2006) ráð fyrl*
Gaussian-útbreiðslu gosefna frá Etnu og leiddu út láréttan dreifnistuðul fyrir gosstrók i
5-7 km hæð yfir jörðu og irinan 200 km fjarlægðar frá eldstöð sem »103 m2/s. Þetta gilð1
á dreifnistuðli lýsti samanlögðum áhrifum breytinga í vindhraða og stefnu svo og iðu-
hreyfinga á útvíkkun gosstróka (e. shear flow dispersion). Rannsóknin gaf til kynna að
mikilvægt væri að skilja betur lárétta dreifingu í veðrahvolfinu til þess að geta spáð betur
fyrir um öskudreifingar.
Margvísleg þrívíð líkön eru notuð til þess að herma og spá fyrir dreifingu gosösku-
Líkönin eiga það sameiginlegt að nota þrívíð veðurfarsgögn og hermanir úr loftslags-
líkönum sem inntak. Þau taka tillit til láréttrar dreifingar efna fyrir tilstuðlan breytinga
innan hraðasviðs andrúmsloftsins en eru með mismunandi forsendur um iðudreifingar
(e. turbulent diffusion). Þannig sleppir CanERM-líkanið láréttri iðudreifingý
(Pudykiewicz, 1987) meðan PUFF gerir ráð fyrir föstum láréttum iðudreifnistuðli í bæði
tíma og rúmi (Searcy et al., 1998). Þessi líkön eru öll afmörkuð af hermunum í veðurfars-
gögnum og verða að vera staðfest með beinum athugunum og gervihnattamyndum
(Webley og Mastin, 2009).
Markmiðið með þessari grein er að greina útlínur gosmakkarins frá Eyjafjallajökli vorið
2010 á gervihnattamyndum og kanna hvernig og hvort hægt sé að beita einföldum
Gaussian-fræðum til þess að spá fyrir láréttri breiddaraukningu gosefna innan 15-100 km
frá eldstöð. Samband milli staðalfráviks ösku og fjarlægðar frá gosstöð er kannað. Niður-
stöður eru settar í samhengi við fyrri rannsóknir bæði í háloftum og innan jaðarlags
andrúmsloftsins.
2 4 0
Arbók VFl/TFl 2010