Simulazioni di colonne eruttive e flussi piroclastici - Società Italiana ...
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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
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<strong>Società</strong> <strong>Italiana</strong> <strong>di</strong> Fisica - Convegno 2012<br />
<strong>Simulazioni</strong> <strong>di</strong> <strong>colonne</strong> <strong>eruttive</strong> e <strong>flussi</strong> <strong>piroclastici</strong><br />
Giovanni Macedonio<br />
Istituto Nazionale <strong>di</strong> Geofisica e Vulcanologia<br />
Osservatorio Vesuviano, Napoli<br />
Napoli, 21 Settembre 2012<br />
Giovanni Macedonio (INGV) <strong>Simulazioni</strong> <strong>colonne</strong> e <strong>flussi</strong> Napoli, 21 Settembre 2012 1 / 10
Sommario<br />
1 Funzionamento <strong>di</strong> un vulcano<br />
2 Dispersione delle ceneri vulcaniche<br />
3 I <strong>flussi</strong> <strong>piroclastici</strong><br />
4 Conclusioni<br />
Giovanni Macedonio (INGV) <strong>Simulazioni</strong> <strong>colonne</strong> e <strong>flussi</strong> Napoli, 21 Settembre 2012 2 / 10
Funzionamento <strong>di</strong> un vulcano<br />
Giovanni Macedonio (INGV) <strong>Simulazioni</strong> <strong>colonne</strong> e <strong>flussi</strong> Napoli, 21 Settembre 2012 3 / 10
Funzionamento <strong>di</strong> un vulcano<br />
Sistema camera-condotto<br />
Giovanni Macedonio (INGV) <strong>Simulazioni</strong> <strong>colonne</strong> e <strong>flussi</strong> Napoli, 21 Settembre 2012 3 / 10
Funzionamento <strong>di</strong> un vulcano<br />
Eruzioni effusive (colate <strong>di</strong> lava)<br />
(Etna)<br />
Giovanni Macedonio (INGV) <strong>Simulazioni</strong> <strong>colonne</strong> e <strong>flussi</strong> Napoli, 21 Settembre 2012 3 / 10
Funzionamento <strong>di</strong> un vulcano<br />
Dispersione <strong>di</strong> cenere<br />
(Lassen Peak, 1915)<br />
Giovanni Macedonio (INGV) <strong>Simulazioni</strong> <strong>colonne</strong> e <strong>flussi</strong> Napoli, 21 Settembre 2012 3 / 10
Funzionamento <strong>di</strong> un vulcano<br />
Flussi <strong>piroclastici</strong><br />
(Mt. St Helens, 1980)<br />
Giovanni Macedonio (INGV) <strong>Simulazioni</strong> <strong>colonne</strong> e <strong>flussi</strong> Napoli, 21 Settembre 2012 3 / 10
Dispersione <strong>di</strong> cenere<br />
Eruzione del Vesuvio del 1944<br />
Giovanni Macedonio (INGV) <strong>Simulazioni</strong> <strong>colonne</strong> e <strong>flussi</strong> Napoli, 21 Settembre 2012 4 / 10
Modello <strong>di</strong> <strong>di</strong>spersione <strong>di</strong> cenere<br />
Equazione <strong>di</strong> avvezione-<strong>di</strong>ffusione<br />
∂C<br />
∂t<br />
+ ∇(UC) − ∂(VsC)<br />
∂z<br />
= ∇(K ∇C)<br />
C = Concentrazione <strong>di</strong> cenere, t = tempo<br />
U = Vento<br />
Vs = Velocità <strong>di</strong> caduta cenere<br />
K = Coefficienti <strong>di</strong> <strong>di</strong>ffusione atmosferica<br />
Giovanni Macedonio (INGV) <strong>Simulazioni</strong> <strong>colonne</strong> e <strong>flussi</strong> Napoli, 21 Settembre 2012 5 / 10
Modello <strong>di</strong> <strong>di</strong>spersione <strong>di</strong> cenere<br />
Equazione <strong>di</strong> avvezione-<strong>di</strong>ffusione<br />
∂C<br />
∂t<br />
Tempo<br />
+ ∇(UC) − ∂(VsC)<br />
∂z<br />
= ∇(K ∇C)<br />
C = Concentrazione <strong>di</strong> cenere, t = tempo<br />
U = Vento<br />
Vs = Velocità <strong>di</strong> caduta cenere<br />
K = Coefficienti <strong>di</strong> <strong>di</strong>ffusione atmosferica<br />
Giovanni Macedonio (INGV) <strong>Simulazioni</strong> <strong>colonne</strong> e <strong>flussi</strong> Napoli, 21 Settembre 2012 5 / 10
Modello <strong>di</strong> <strong>di</strong>spersione <strong>di</strong> cenere<br />
Equazione <strong>di</strong> avvezione-<strong>di</strong>ffusione<br />
∂C<br />
∂t<br />
+ ∇(UC) − ∂(VsC)<br />
∂z<br />
Tempo Vento<br />
= ∇(K ∇C)<br />
C = Concentrazione <strong>di</strong> cenere, t = tempo<br />
U = Vento<br />
Vs = Velocità <strong>di</strong> caduta cenere<br />
K = Coefficienti <strong>di</strong> <strong>di</strong>ffusione atmosferica<br />
Giovanni Macedonio (INGV) <strong>Simulazioni</strong> <strong>colonne</strong> e <strong>flussi</strong> Napoli, 21 Settembre 2012 5 / 10
Modello <strong>di</strong> <strong>di</strong>spersione <strong>di</strong> cenere<br />
Equazione <strong>di</strong> avvezione-<strong>di</strong>ffusione<br />
∂C<br />
∂t<br />
+ ∇(UC) − ∂(VsC)<br />
∂z<br />
Tempo Vento Caduta<br />
= ∇(K ∇C)<br />
C = Concentrazione <strong>di</strong> cenere, t = tempo<br />
U = Vento<br />
Vs = Velocità <strong>di</strong> caduta cenere<br />
K = Coefficienti <strong>di</strong> <strong>di</strong>ffusione atmosferica<br />
Giovanni Macedonio (INGV) <strong>Simulazioni</strong> <strong>colonne</strong> e <strong>flussi</strong> Napoli, 21 Settembre 2012 5 / 10
Modello <strong>di</strong> <strong>di</strong>spersione <strong>di</strong> cenere<br />
Equazione <strong>di</strong> avvezione-<strong>di</strong>ffusione<br />
∂C<br />
∂t<br />
+ ∇(UC) − ∂(VsC)<br />
∂z<br />
= ∇(K ∇C)<br />
Tempo Vento Caduta Diffusione<br />
C = Concentrazione <strong>di</strong> cenere, t = tempo<br />
U = Vento<br />
Vs = Velocità <strong>di</strong> caduta cenere<br />
K = Coefficienti <strong>di</strong> <strong>di</strong>ffusione atmosferica<br />
Giovanni Macedonio (INGV) <strong>Simulazioni</strong> <strong>colonne</strong> e <strong>flussi</strong> Napoli, 21 Settembre 2012 5 / 10
Modello <strong>di</strong> <strong>di</strong>spersione <strong>di</strong> cenere<br />
Esempio <strong>di</strong> simulazione<br />
Campo dei venti Deposito simulato<br />
Giovanni Macedonio (INGV) <strong>Simulazioni</strong> <strong>colonne</strong> e <strong>flussi</strong> Napoli, 21 Settembre 2012 6 / 10
I Flussi <strong>piroclastici</strong><br />
Flusso piroclastico al Pinatubo (Philippine, 1991)<br />
Giovanni Macedonio (INGV) <strong>Simulazioni</strong> <strong>colonne</strong> e <strong>flussi</strong> Napoli, 21 Settembre 2012 7 / 10
I Flussi <strong>piroclastici</strong> (sistemi multifase)<br />
Giovanni Macedonio (INGV) <strong>Simulazioni</strong> <strong>colonne</strong> e <strong>flussi</strong> Napoli, 21 Settembre 2012 8 / 10
I Flussi <strong>piroclastici</strong> (sistemi multifase)<br />
Giovanni Macedonio (INGV) <strong>Simulazioni</strong> <strong>colonne</strong> e <strong>flussi</strong> Napoli, 21 Settembre 2012 8 / 10
I Flussi <strong>piroclastici</strong> (sistemi multifase)<br />
Giovanni Macedonio (INGV) <strong>Simulazioni</strong> <strong>colonne</strong> e <strong>flussi</strong> Napoli, 21 Settembre 2012 8 / 10
I Flussi <strong>piroclastici</strong> (sistemi multifase)<br />
Giovanni Macedonio (INGV) <strong>Simulazioni</strong> <strong>colonne</strong> e <strong>flussi</strong> Napoli, 21 Settembre 2012 8 / 10
I Flussi <strong>piroclastici</strong> (esempio <strong>di</strong> simulazione)<br />
Giovanni Macedonio (INGV) <strong>Simulazioni</strong> <strong>colonne</strong> e <strong>flussi</strong> Napoli, 21 Settembre 2012 9 / 10
Conclusioni<br />
Esistono modelli per la simulazione dei processi vulcanici<br />
◮ Condotto vulcanico<br />
◮ Colate <strong>di</strong> lava<br />
◮ Dispersione <strong>di</strong> cenere vulcanica<br />
◮ Flussi <strong>piroclastici</strong><br />
Giovanni Macedonio (INGV) <strong>Simulazioni</strong> <strong>colonne</strong> e <strong>flussi</strong> Napoli, 21 Settembre 2012 10 / 10
Conclusioni<br />
Esistono modelli per la simulazione dei processi vulcanici<br />
◮ Condotto vulcanico<br />
◮ Colate <strong>di</strong> lava<br />
◮ Dispersione <strong>di</strong> cenere vulcanica<br />
◮ Flussi <strong>piroclastici</strong><br />
I modelli sono semplici: la natura è molto più complessa<br />
Giovanni Macedonio (INGV) <strong>Simulazioni</strong> <strong>colonne</strong> e <strong>flussi</strong> Napoli, 21 Settembre 2012 10 / 10
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