Eclairs, éruption et aviation.

         Eclairs dans le panache éruptif de l'Eyjafjallajökull - photo R.Sigurdsson.

Un projet de recherche expérimental, financé en partie par une subvention de l'USGS à l'Université de Washington, appelé WWLLN - pour World Wide Lightning Location Network - et créé en 1996, vise à identifier de manière fiable les éclairs liés aux panaches de cendres volcaniques, et donc en relation avec une éruption, parmi les éclairs provenant d'orages situés dans les zones volcaniques.

Le programme détecte à chaque minute les éclairs, et après analyse informatique, envoie une alerte éventuelle d'éruption auprès de l'AVO - Alaska Volcano Observatory.

Deux pages distinctes reprennent d'une part 262 volcans monitorés sur le site AVO (http://flash3.ess.washington.edu/USGS/AVO/), d'autre part les 1563 volcans repris par le Global Volcanism Program (http://flash3.ess.washington.edu/USGS/Global/) ; ces pages sont accessibles via les liens soulignés.

Cette technique vient de faire l'objet d'une publication à l'AGU - American Geophysical Union - 2010 fall meeting  : "Global detection of explosive volcanic eruptions with the World Wide Lightning Location Network (WWLLN) and application to aviation safety"  (Invited). J. W. Ewert; R. H. Holzworth; A. K. Diefenbach (see AGU search feature). Wed, Dec 15 8:45 AM

Des scientifiques néo-zélandais ont développé sur cette base un système d'alerte d'éruptions concernant les pilotes d'avions, via e-mails automatiquement générés.

Ces systèmes ont donnés leurs premiers résultats probants le 27 octobre de cette année, en annonçant une éruption au Kamchatka une heure avant que les images satellites ne révèlent le nuage de cendres volcaniques produit par le Shiveluch.

Ci-dessous les rapports du WWLLN et du KVERT du 27.10.2010 :

  FIRST ALERT EMAIL MESSAGE:

Date: Wed, 27 Oct 2010 17:06:05 +0000

From: sferix@flash4.ess.washington.edu

To: jbrundell@gmail.com, bobholz@uw.edu, jwewert@usgs.gov

Subject: WWLLN Volcano Alert: Shiveluch

Name: Shiveluch, Kamchatka

Location: 56.6530°N, 161.3600°E

Type: Stratovolcano

Start: 2010-10-27 16:05:00 UTC

Stop: 2010-10-27 17:05:00 UTC

Inner stroke count: 1     <--  first ash cloud lightning stroke was recorded

at 2010/10/27 17:04:34.447226 UTC

Outer stroke count: 0



KVERT-Project: Sheveluch (1000-27) 20:09 UTC on October 27, 2010

Volcano: Sheveluch (1000-27)

Aviation Color Code: Red

Location: 56°39'N, 161°21'E

Elevation of vent (meters/feet): 2,500 m/8202 ft the dome elevation

Height of ash plume (km/feet) ASL and how determined: km/0 ft -unknown

Distance from the volcano (km/mi): km/0 mi

Direction of ash plume or ash cloud drift from the volcano: North

Time and method of observation: 20:09 UTC on October 27, 2010 -

NOAA 16 (4m5)

Start time of explosion and how determined: : UTC - unknown

Duration of eruption (or indicate eruption is continuing): eruption is continuing

The large ash cloud from Sheveluch eruption probably mixed with ash plume from

FIRST EXPLOSIVE VOLCANO ERUPTION SUCCESS USING LIGHTNING DATA

Lightning strokes Klyuchevskoy volcano 160x110 km in size moved to south-east

from the volcano.



 La revue "environmental Research Letters" a publié en décembre un article qui va dans le même sens : des mesures de taille des éclairs pourraient permettre de connaître la hauteur du panache de cendres émis lors d'une éruption volcanique.

Cette méthode de détection présente un avantage non négligeable sur la détection par satellite ou radar, peu efficace de nuit.

Les dernières recherches en ce sens ont été initiées lors de l'éruption islandaise de l'Eyjafjallajökull en mars-avril. En quelques jours, le panache éruptif était monté à 9.000 mètres, avec une charge électrique interne telle qu'il avait généré des éclairs, détectables à des milliers de km.

Les particules de cendres se recouvreraient de glace à une altitude supérieure à 5.000 mètres et en entrant en collision entre elles, accumuleraient les charges électriques responsables des éclairs; Selon une autre hypothèse, l'eau présente dans un panache volcanique en quantité supérieure à celle dans un nuage d'orage est principalement d'origine magmatique mais peut aussi être issue d'infiltrations ou de la fusion d'une calotte glaciaire. Pour les panaches d'éruptions importantes avec des hauteurs de plus de 7 km, la température du panache pourrait descendre à 6-10°C sous zéro ce qui permettrait la formation de glace sur les particules de cendre volcanique ... et donnerait des éclairs selon le même modus operandi (dans le Bulletin of Volcanology -McNutt and Williams, 2010). 

L'important est de relever la corrélation entre la hauteur du panache éruptif et la fréquence des éclairs : plus celui-ci monte haut, plus le refroidissement de son sommet est grand et plus la glace est présente ... plus de glace, génère alors plus d'éclairs.

La hauteur du panache ainsi révélée aux contrôles aériens et aux pilotes pourrait aider à éviter la pénétration de celui-ci par un avion, avec les dégats potentiels bien conus et redoutés.

Un mix de ces différentes études devrait déboucher bientôt sur une nouvelle technique d'avertissement en temps réel, utile pour l'aéronautique. A suivre ...

Sources :

- WWLLN.net

- Sify news - E-mail alerts to warn pilots about volcanic eruptions

- WWLLN program - lien vers le site

- Volcanic lightning : global observations and constraints on source mechanisms - lien