Simulazione tridimensionale di uno scenario eruttivo al Vesuvio rappresentativo con collasso parziale della colonna vulcanica. Le condizioni iniziali utilizzate dal modello multifase sono rappresentative di un’eruzione sub-Pliniana al Vesuvio con un’intensità di 8 x 10^7 kg/s. Le particelle vulcaniche (piroclasti) sono state modellizzate tramite due classi di particelle di 30 e 500 micron. La sequenza superiore mostra l’evoluzione della distribuzione della frazione volumetrica totale delle particelle nell’atmosfera (le due isosuperfici grigio scuro e grigio chiaro corrispondono rispettivamente a valori di 10^-4 e 10^-6) dopo 300, 500, e 750 secondi dall’inizio del collasso della colonna. Viceversa la sequenza inferiore mostra l’evoluzione della distribuzione della temperatura della colata piroclastica (in questo caso le due isosuperfici arancio e rosa indicano rispettivamente temperature di 350 e 100 °C) agli stessi tempi. I risultati delle simulazioni sono stati sovrapposti ad un modello digitale del terreno della Zona Rossa (con risoluzione di 10 metri) ricoperto da ortofoto aeree. Infine, alcune informazioni territoriali sono state incluse per il Comune di Ercolano.

Neri A., T. Esposti Ongaro, G. Menconi, M. De’ Michieli Vitturi, C. Cavazzoni, G. Erbacci, P.J. Baxter (2007). 4D simulation of esplosive eruption dynamics at Vesuvius, Geophysical Research Letters, 34, doi:10.1029/2006GL028597.

Riassunto

In questo lavoro viene presentato un nuovo modello di simulazione numerica, basato sulle equazioni di trasporto dei fluidi multifase, per descrivere la dinamica delle eruzioni esplosive in 4 dimensioni (3 dimensioni spaziali più il tempo). Le simulazioni numeriche, realizzate su un supercomputer parallelo, descrivono il collasso della colonna eruttiva e la propagazione delle colate piroclastiche per alcuni scenari eruttivi di media scala (sub-Pliniana) del Vesuvio. Le simulazioni forniscono nuove interpretazioni sugli effetti dei meccanismi di generazione delle colate piroclastiche – da collasso parziale o totale della colonna eruttiva – sulla loro evoluzione e pericolosità, sulla dinamica transiente della colonna collassate e sull’influenza del Monte Somma sulla propagazione delle colate nell’area circumvesuviana, una delle regioni a maggior rischio al mondo. I risultati mostrano inoltre che è possibile caratterizzare il comportamento della colonna collassate in termini della frazione di massa eruttata che collassa al suolo e come questo parametro influenzi significativamente la dinamica e la pericolosità delle colate piroclastiche.

Animazioni (© Agu – INGV)

• Dinamica di collasso parziale della colonna eruttiva al Vesuvio
• Dinamica della fontana per uno scenario di collasso parziale della colonna eruttiva al Vesuvio
• Dinamica di collasso totale della colonna eruttiva al Vesuvio
• Animazione immersiva 4D di uno scenario di collasso parziale al Vesuvio (flusso di massa di 8 x 10^7 kg/s)