Agregace sopečného popela - Volcanic ash aggregation

Agregáty sopečného popela (akreční lapilli ) v ignimbrite z Erupce Oruanui sopky Taupo na Novém Zélandu.

Agregace sopečného popela nastane, když částice sopečný popel během přepravy se srazí a slepí. Tento proces upravuje rozdělení velikosti vzdušných částic, což ovlivňuje jak rozptyl atmosféry, tak spádové vzorce na zemi. Agregace také ovlivňuje dynamiku sopečné chocholy, pyroclastické hustotní proudy a související nebezpečí.

Numerické modely

Existují dva hlavní přístupy k zahrnutí účinků agregace popela do numerických modelů vstřikování a šíření popela. Jedním z nich je inicializace modelu agregací distribuce velikosti zrn, přesunutím zlomků vypuklé hmoty do košů o větší velikosti (například Cornellův model[1]). Druhým přístupem je úplný teoretický popis agregátního růstu v čase na základě Smoluchowského koagulační rovnice. Pro řešení této rovnice existuje několik metod, včetně spojitých a diskrétních metod. Kontinuální metody používají metoda momentů sledovat vývoj kontinua distribuce velikosti zrn, obvykle reprezentované střední hodnotou a směrodatnou odchylkou[2][3]. Naproti tomu diskrétní metody používají diskretizované (binované) rozdělení velikosti zrna.[4] Oblasti nejistoty v numerických schématech zahrnují parametrizaci účinnosti lepení částic, časové rámce, v nichž dochází k agregaci, a zlomek vypuklé hmoty účastnící se procesu agregace.

Reference

  1. ^ Cornell, W; Carey, S; Sigurdsson, H (1983). "Počítačová simulace transportu a depozice kampanského popela Y-5". Journal of Volcanology and Geothermal Research. 17 (1): 89–109. Bibcode:1983JVGR ... 17 ... 89C. doi:10.1016 / 0377-0273 (83) 90063-X.
  2. ^ Veitch, G; Woods, AW (2001). "Agregace částic ve sloupcích sopečné erupce". Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 106 (B11): 26425–26441. Bibcode:2001JGR ... 10626425V. doi:10.1029 / 2000JB900343.
  3. ^ de 'Michieli Vitturi, M; Neri, A; Barsotti, S (2015). „PLUME-MoM 1.0: Nový integrální model sopečných oblaků založený na metodě momentů“. Vývoj geovědního modelu. 8 (8): 2447–2463. Bibcode:2015GMD ..... 8.2447D. doi:10.5194 / gmd-8-2447-2015.
  4. ^ Costa, A; Folch, A; Macedonio, G (2010). „Model mokré agregace částic popela ve sopečných oblacích a oblacích: 1. Teoretická formulace“. Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 115 (B9): B09201. Bibcode:2010JGRB..115,9201C. doi:10.1029 / 2009JB007175.