Monitoreo de las cenizas volcánicas peligrosas

La ceniza volcánica es un peligro importante para la salud, la aviación, la infraestructura y la economía. Algunos satélites pueden detectarlas

Francisco Martín León Francisco Martín León 31 Jul 2019 - 00:00 UTC
Los arcos volcánicos y fosas oceánicas que rodean parcialmente la Cuenca del Pacífico forman el llamado Anillo de Fuego, una zona de frecuentes terremotos y erupciones volcánicas. Las fosas se muestran en azul verdoso. Los arcos volcánicos de las islas, aunque no están etiquetados, son paralelos a las fosas y siempre llegan a tierra. Por ejemplo, el arco de la isla asociado con la fosa de las Aleutianas está representado por la larga cadena de volcanes que conforman las Islas Aleutianas. Crédito: USGS

Los nuevos canales espectrales, la resolución mejorada y el escaneo más rápido desde el Advanced Baseline Imager (ABI) en GOES-16 (GOES East) y en GOES-17 (GOES West) permiten obtener sofisticados y nuevos productos de datos y una mejor detección de ceniza volcánica.

Nota de la RAM. Los satélites europeos multiespectrales de la serie MSG (Meteosat Second Generation) también disponen de dicha capacidad, aunque con menor resolución espacio-temporal.

GOES East y GOES West observan una fracción significativa de la región con mayor actividad volcánica en la Tierra, conocida como el "Anillo de Fuego del Pacífico", que incluye las partes occidentales de América del Norte y del Sur, Asia Oriental, Indonesia, Micronesia y Nueva Zelanda.

Las emisiones volcánicas generan nubes complejas que pueden afectar al tiempo local, regional o incluso global, y estas nubes a menudo contienen cenizas volcánicas, un gran peligro.

Dada la ubicación remota de la mayoría de los volcanes y la rápida formación y expansión de las nubes volcánicas, los satélites geoestacionarios son la herramienta principal para monitorear las nubes volcánicas. La detección y el seguimiento oportunos y precisos de las cenizas volcánicas son fundamentales para mantener la seguridad y minimizar las pérdidas económicas.

Vídeo: GOES East obtuvo una vista impresionante del volcán de Fuego en erupción en Guatemala el 3 de junio de 2018. A pesar de todas las nubes, no es difícil pasar por alto la nube de cenizas que irrumpe en la escena unos segundos en este bucle. Conocido localmente como "Volcán de Fuego", el volcán de 12,346 pies es uno de los más activos de América Latina. Crédito: NOAA / CIRA

Los VAAC: vigilando las cenizas volcánicas

Los Centros de Asesoramiento sobre Cenizas Volcánicas (Volcanic Ash Advisory Centers, VAAC) son responsables de emitir avisos de cenizas volcánicas 24/7.
Los pronosticadores del VAAC utilizan la información del Advanced Baseline Imager que vuela a bordo del GOES-16 y GOES-17 para monitorear las nubes cuya ubicación, evolución y / o propiedades espectrales son consistentes con la actividad volcánica.

El ABI también se puede usar para estimar la altura de las nubes de ceniza, determinar la extensión de la ceniza y estimar la cantidad de ceniza presente en cada píxel satélite. Los canales ABI visibles e infrarrojos se pueden combinar para crear productos RGB (rojo-verde-azul) que permiten un mejor discernimiento de características como la ceniza y los puntos calientes.

Vídeo 4 imágenes El Volcán de Fuego de Guatemala entró en erupción el 1 de febrero de 2018, enviando una nube de cenizas al cielo a más de 5,000 pies de altura. Esta animación de GOES East (GOES-16) muestra imágenes de GeoColor (arriba a la izquierda), imágenes visibles de la banda 2 de ABI (arriba a la derecha), el producto RGB de ceniza volcánica (abajo a la izquierda) y producto RGB a temperatura del fuego (abajo a la derecha) del volcán en erupción. En el producto de ceniza volcánica azul-verde-azul (RGB), la ceniza se muestra como rosa rojizo, las nubes gruesas como marrón amarillento, piensan las nubes cirros como azul oscuro y la superficie (tierra y agua) de la Tierra como azul pálido. El producto RGB (rojo-verde-azul) de temperatura de incendio se utiliza para detectar puntos calientes. Los puntos calientes activos aparecen en rojo, amarillo y blanco a medida que los incendios se vuelven cada vez más calientes. Crédito: NOAA / CIRA

Nubes de SO2

ABI también es sensible al dióxido de azufre (SO2), un gas nocivo a menudo producido por erupciones volcánicas. La detección de SO2 es una nueva capacidad que ofrece el ABI de la serie GOES-R, debido a los nuevos canales de infrarrojos de los que carecían las imágenes anteriores de GOES.

Vídeo: GOES East capturó la erupción del volcán Sierra Negra en las Islas Galápagos el 1 de julio de 2018, que se muestra en esta imagen multiespectral rojo-verde-azul. Este penacho volcánico era rico en dióxido de azufre (SO2), representado como un penacho verde en esta imagen. Crédito: NOAA / CIMSS

Descargas eléctricas

Las erupciones volcánicas explosivas a menudo generan rayos, aunque el motivo por el cual aún no se comprende completamente. El mapeador geoestacionario de rayos (Geostationary Lightning Mapper, GLM) de la serie GOES-R tiene potencial para mejorar la detección y caracterización de erupciones.

El 3 de junio de 2018, una serie de eventos explosivos del volcán Fuego en Guatemala generó rayos. GLM observó destellos para el primer evento explosivo, y el análisis inicial sugiere que los atributos de los rayos observados por GLM del evento volcánico difirieron de los rayos asociados con la convección meteorológica cercana. Se necesita un análisis adicional, pero esta aplicación única podría resultar beneficiosa.

La combinación de datos de GLM y ABI puede generar nuevos conocimientos sobre las erupciones volcánicas y el comportamiento de las nubes volcánicas.

Las imágenes de GOES-16 ABI visible desde el 3 de junio de 2018 de la erupción del volcán Fuego se muestran con datos de rayos GLM superpuestos (cuadrados amarillos). La evolución de este evento volcánico explosivo se puede ver en el centro de las imágenes con tiempos de inicio de (a) 18:00 UTC, (b) 18:15 UTC, (c) 18:30 UTC, y (d) 19: 00 UTC. Crédito: NOAA

Aproximadamente el 90% de los volcanes del mundo no son monitoreados regularmente para la actividad.

VOLCAT

Un satélite de la serie GOES-R realiza más de 150 mil millones de observaciones de la Tierra cada día. La necesidad de tratar grandes volúmenes de datos de GOES-R en información procesable y para la detección oportuna de erupciones volcánicas llevó al desarrollo de una herramienta de detección automatizada.
El kit de herramientas de análisis en la nube VOLcanica (VOLcanic Cloud Analysis Toolkit, VOLCAT) es una colección de software desarrollado por NOAA, en asociación con la Universidad de Wisconsin-Madison.

Ejemplo de alerta VOLCAT del 7 de octubre de 2017. La alerta se generó correctamente al inicio de un evento de erupción de Popocatpetl en México. La alerta, generada en respuesta a la repentina y rápida formación de una nube sobre el volcán capturada por el GOES-16, indicó que una nube de ceniza había comenzado a emerger de Popocatpetl. Crédito: NOAA

VOLCAT genera alertas cuando se detecta una actividad volcánica o una erupción y también rastrea y caracteriza automáticamente las nubes volcánicas. Las alertas tienen la forma de un hipervínculo, distribuibles por correo electrónico o por un servicio de mensajes cortos. El hipervínculo apunta a un informe de alerta basado en la web que incluye información sobre la anomalía del crecimiento de la nube, una lista de los volcanes de origen más probables y las imágenes satelitales relevantes.

Las alertas de VOLCAT se distribuyen actualmente a usuarios expertos en los Centros de Asesoramiento de Cenizas Volcánicas y en los Observatorios de Volcanes de manera experimental. Se está trabajando para incluir alertas de SO2 e información de rayos GLM en la herramienta VOLCAT.

A medida que los pronosticadores ganen más experiencia con los nuevos conjuntos de datos de la serie GOES-R, el valor de las mediciones aumentará significativamente. Con el desarrollo continuo de las herramientas GOES-R, el pronóstico y monitoreo de peligros volcánicos mejorará considerablemente, resultando en un transporte aéreo más seguro y eficiente y una mejor comprensión de los procesos volcánicos y la compleja relación entre las emisiones volcánicas y el tiempo y el clima.

Gracias a Michael Pavolonis, Centro NOAA / NESDIS para Aplicaciones e Investigación de Satélites, y Justin Sieglaff y John Cintineo, Instituto Cooperativo para Estudios Meteorológicos de Satélites. Universidad de Wisconsin-Madison, por proporcionar información y datos para esta historia

NOAA NASA

Esta entrada se publicó en Reportajes y está etiquetada con volcán, Ceniza volcánica, GOES, VAAC, en 31 Jul 2019 por Francisco Martín León
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