Società Italiana di Fisica - Convegno 2012
Simulazioni di colonne eruttive e flussi piroclastici
Giovanni Macedonio
Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia
Osservatorio Vesuviano, Napoli
Napoli, 21 Settembre 2012
Giovanni Macedonio (INGV)
Simulazioni colonne e flussi
Napoli, 21 Settembre 2012
1 / 10
Sommario
1
Funzionamento di un vulcano
2
Dispersione delle ceneri vulcaniche
3
I flussi piroclastici
4
Conclusioni
Giovanni Macedonio (INGV)
Simulazioni colonne e flussi
Napoli, 21 Settembre 2012
2 / 10
Funzionamento di un vulcano
Giovanni Macedonio (INGV)
Simulazioni colonne e flussi
Napoli, 21 Settembre 2012
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Funzionamento di un vulcano
Sistema camera-condotto
Giovanni Macedonio (INGV)
Simulazioni colonne e flussi
Napoli, 21 Settembre 2012
3 / 10
Funzionamento di un vulcano
Eruzioni effusive (colate di lava)
(Etna)
Giovanni Macedonio (INGV)
Simulazioni colonne e flussi
Napoli, 21 Settembre 2012
3 / 10
Funzionamento di un vulcano
Dispersione di cenere
(Lassen Peak, 1915)
Giovanni Macedonio (INGV)
Simulazioni colonne e flussi
Napoli, 21 Settembre 2012
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Funzionamento di un vulcano
Flussi piroclastici
(Mt. St Helens, 1980)
Giovanni Macedonio (INGV)
Simulazioni colonne e flussi
Napoli, 21 Settembre 2012
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Dispersione di cenere
Eruzione del Vesuvio del 1944
Giovanni Macedonio (INGV)
Simulazioni colonne e flussi
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Modello di dispersione di cenere
Equazione di avvezione-diffusione
∂C
∂(Vs C)
+ ∇(UC) −
= ∇(K ∇C)
∂t
∂z
C = Concentrazione di cenere, t = tempo
U = Vento
Vs = Velocità di caduta cenere
K = Coefficienti di diffusione atmosferica
Giovanni Macedonio (INGV)
Simulazioni colonne e flussi
Napoli, 21 Settembre 2012
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Modello di dispersione di cenere
Equazione di avvezione-diffusione
∂C
∂(Vs C)
+ ∇(UC) −
= ∇(K ∇C)
∂t
∂z
Tempo
C = Concentrazione di cenere, t = tempo
U = Vento
Vs = Velocità di caduta cenere
K = Coefficienti di diffusione atmosferica
Giovanni Macedonio (INGV)
Simulazioni colonne e flussi
Napoli, 21 Settembre 2012
5 / 10
Modello di dispersione di cenere
Equazione di avvezione-diffusione
∂C
∂(Vs C)
+ ∇(UC) −
= ∇(K ∇C)
∂t
∂z
Tempo Vento
C = Concentrazione di cenere, t = tempo
U = Vento
Vs = Velocità di caduta cenere
K = Coefficienti di diffusione atmosferica
Giovanni Macedonio (INGV)
Simulazioni colonne e flussi
Napoli, 21 Settembre 2012
5 / 10
Modello di dispersione di cenere
Equazione di avvezione-diffusione
∂C
∂(Vs C)
+ ∇(UC) −
= ∇(K ∇C)
∂t
∂z
Tempo Vento
Caduta
C = Concentrazione di cenere, t = tempo
U = Vento
Vs = Velocità di caduta cenere
K = Coefficienti di diffusione atmosferica
Giovanni Macedonio (INGV)
Simulazioni colonne e flussi
Napoli, 21 Settembre 2012
5 / 10
Modello di dispersione di cenere
Equazione di avvezione-diffusione
∂C
∂(Vs C)
+ ∇(UC) −
= ∇(K ∇C)
∂t
∂z
Tempo Vento
Caduta Diffusione
C = Concentrazione di cenere, t = tempo
U = Vento
Vs = Velocità di caduta cenere
K = Coefficienti di diffusione atmosferica
Giovanni Macedonio (INGV)
Simulazioni colonne e flussi
Napoli, 21 Settembre 2012
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Modello di dispersione di cenere
Esempio di simulazione
Campo dei venti
Giovanni Macedonio (INGV)
Deposito simulato
Simulazioni colonne e flussi
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I Flussi piroclastici
Flusso piroclastico al Pinatubo (Philippine, 1991)
Giovanni Macedonio (INGV)
Simulazioni colonne e flussi
Napoli, 21 Settembre 2012
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I Flussi piroclastici (sistemi multifase)
Giovanni Macedonio (INGV)
Simulazioni colonne e flussi
Napoli, 21 Settembre 2012
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I Flussi piroclastici (sistemi multifase)
Giovanni Macedonio (INGV)
Simulazioni colonne e flussi
Napoli, 21 Settembre 2012
8 / 10
I Flussi piroclastici (sistemi multifase)
Giovanni Macedonio (INGV)
Simulazioni colonne e flussi
Napoli, 21 Settembre 2012
8 / 10
I Flussi piroclastici (sistemi multifase)
Giovanni Macedonio (INGV)
Simulazioni colonne e flussi
Napoli, 21 Settembre 2012
8 / 10
I Flussi piroclastici (esempio di simulazione)
Giovanni Macedonio (INGV)
Simulazioni colonne e flussi
Napoli, 21 Settembre 2012
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Conclusioni
Esistono modelli per la simulazione dei processi vulcanici
I
I
I
I
Condotto vulcanico
Colate di lava
Dispersione di cenere vulcanica
Flussi piroclastici
Giovanni Macedonio (INGV)
Simulazioni colonne e flussi
Napoli, 21 Settembre 2012
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Conclusioni
Esistono modelli per la simulazione dei processi vulcanici
I
I
I
I
Condotto vulcanico
Colate di lava
Dispersione di cenere vulcanica
Flussi piroclastici
I modelli sono semplici: la natura è molto più complessa
Giovanni Macedonio (INGV)
Simulazioni colonne e flussi
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