Estimation of the mass concentration of volcanic ash using ceilometers: study of fresh and transported plumes from La Palma volcano - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Remote Sensing Année : 2022

Estimation of the mass concentration of volcanic ash using ceilometers: study of fresh and transported plumes from La Palma volcano

Estimation de la concentration massique de cendres volcaniques à l'aide de ceilomètres : étude des panaches frais et transportés du volcan La Palma

Résumé

This study presents a synergistic approach to the study of the aerosol optical and microphysical properties measured in La Palma, Spain, during the 2021 eruption of the Cumbre Vieja volcano (from 19 September to 13 December 2021). This study aims to characterize the different phases of the volcanic eruption using the spatio-temporal evolution of the event together with the mass concentration quantification of four different atmospheric layers. The impact of the plume’s pathway that reached the South of France is analyzed. Here, passive and active remote sensors were used, namely CL51 and CL61 ceilometers and AERONET sunphotometers. The attenuated backscattering ranged from 0.8 to 9.1 × 10−6 (msr)−1 and the volume depolarization ratio measured nearby the volcano was up to 0.3. The ash plume remained within the first 4 km agl, with intense episodes that reached mean aerosol optical depth values of up to 0.4. Thirteen study cases were selected where coarse mode was dominant over fine mode. For the data selection, the fine and coarse lidar ratios found were 3.9 ± 0.8 and 21.0 ± 3.8 sr in the north and 6.9 ± 1.8 and 30.1 ± 10.3 sr in the south. The ash mass concentration reached moderate levels with maximum values of up to 313.7 μgm−3.
Cette étude présente une approche synergique des propriétés optiques et microphysiques des aérosols observés à La Palma, en Espagne, pendant l'éruption du volcan Cumbre Vieja en 2021. Les célomètres CL51 et CL61 ont été utilisés conjointement avec deux photomètres solaires. Globalement, la rétrodiffusion atténuée était comprise entre 0,8 et 9,1 x 10m-1sr-1 et le rapport de dépolarisation volumique mesuré à proximité du volcan était compris entre 0,2 et 0,3. Le panache de cendres se trouvait toujours dans les 4 premiers kilomètres agl, avec quelques épisodes intenses qui ont atteint des valeurs moyennes de profondeur optique d'aérosol jusqu'à 0,4. 13 cas d'étude ont été sélectionnés où le mode grossier était dominant par rapport au mode fin. Pour la sélection des données, les rapports lidar fin et grossier trouvés étaient de 3,9 et 21,0 sr au nord et de 6,9 et 30,1 sr au sud. La concentration de la masse de cendres a atteint des niveaux modérés. Pour mieux comprendre l'impact de cet événement, un cas de transport de cendres à longue distance a été analysé en profondeur sur le site de l'ONERA (Toulouse, France). Les masses d'air provenaient de La Palma à 1 et 3 km d'altitude.
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Dates et versions

hal-03885333 , version 1 (05-12-2022)

Licence

Paternité

Identifiants

Citer

Andres E Bedoya-Velásquez, Manuela Hoyos-Restrepo, Africa Barreto, Rosa D García, Pedro Miguel Romero-Campos, et al.. Estimation of the mass concentration of volcanic ash using ceilometers: study of fresh and transported plumes from La Palma volcano. Remote Sensing, 2022, 14 (22), pp.5680. ⟨10.3390/rs14225680⟩. ⟨hal-03885333⟩

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