Forecasting volcanic ash dispersal and coeval resuspension during the April-May 2015 Calbuco eruption

Abstract

Atmospheric dispersion of volcanic ash from explosive eruptions or from subsequent fallout deposit resuspension causes a range of impacts and disruptions on human activities and ecosystems. The April-May 2015 Calbuco eruption in Chile involved eruption and resuspension activities. We overview the chronology, effects, and products resulting from these events, in order to validate an operational forecast strategy for tephra dispersal. The modelling strategy builds on coupling the meteorological Weather Research and Forecasting (WRF/ARW) model with the FALL3D dispersal model for eruptive and resuspension processes. The eruption modelling considers two distinct particle granulometries, a preliminary first guess distribution used operationally when no field data was available yet, and a refined distribution based on field measurements. Volcanological inputs were inferred from eruption reports and results from an Argentina-Chilean ash sample data network, which performed in-situ sampling during the eruption. In order to validate the modelling strategy, results were compared with satellite retrievals and ground deposit measurements. Results indicate that the WRF-FALL3D modelling system can provide reasonable forecasts in both eruption and resuspension modes, particularly when the adjusted granulometry is considered. The study also highlights the importance of having dedicated datasets of active volcanoes furnishing first-guess model inputs during the early stages of an eruption.Fil: Reckziegel, Florencia Mabel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Salta. Instituto de Investigaciones en Energía no Convencional. Universidad Nacional de Salta. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Física. Instituto de Investigaciones en Energía no Convencional; ArgentinaFil: Bustos, Emilce. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Salta. Instituto de Investigaciones en Energía no Convencional. Universidad Nacional de Salta. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Física. Instituto de Investigaciones en Energía no Convencional; ArgentinaFil: Leonardo, Mingari. Ministerio de Defensa. Secretaria de Planeamiento. Servicio Meteorológico Nacional; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Baez, Walter Ariel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Salta. Instituto de Investigaciones en Energía no Convencional. Universidad Nacional de Salta. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Física. Instituto de Investigaciones en Energía no Convencional; ArgentinaFil: Villarosa, Gustavo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Medioambiente. Universidad Nacional del Comahue. Centro Regional Universidad Bariloche. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Medioambiente; ArgentinaFil: Folch Duran, Arnau. Barcelona Supercomputing Center - Centro Nacional de Supercomputacion; EspañaFil: Collini, E.. Ministerio de Defensa. Secretaria de Planeamiento. Servicio Meteorológico Nacional; Argentina. Ministerio de Defensa. Armada Argentina. Servicio de Hidrografía Naval; ArgentinaFil: Viramonte, Jose German. Universidad Nacional de Salta; ArgentinaFil: Romero, J.. Centro de Investigación y Difusión de Volcanes de Chile; Chile. Universidad de Atacama; ChileFil: Osores, María Soledad. Comision Nacional de Actividades Espaciales; Argentina. Ministerio de Defensa. Secretaria de Planeamiento. Servicio Meteorológico Nacional; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin