Monitoramento dos Traços de Cinzas do Vulcão Chileno Puyehue

Monitoramento dos Traços de Cinzas do Vulcão Chileno Puyehue -Cordón
Caulle através de Imagens de Satélites
16 Junho de 2011
Desde o inicio deste mês o vulcão chileno Puyehue-Cordón de Caulle entrou em
erupção várias vezes lançando na atmosfera uma grande quantidade de gases e
cinzas vulcânicas que vêm afetando seriamente não apenas o setor de transporte
aéreo, mas também as atividades civis em geral, tais como a agropecuária, turismo e
até a distribuição de água e alimentos. Durante as duas últimas semanas, aeroportos
da Argentina, Uruguai e do Sul do Brasil tiveram os vôos cancelados por causa do
perigo inerente às cinzas vulcânicas na atmosfera. Estes fatos tiveram repercussão
em toda a America do Sul, e atualmente vem repercutindo também sobre a Nova
Zelândia e Austrália. O monitoramento dos traços das cinzas vulcânicas tem adquirido
uma enorme importância nestes dias.
Imagens: Reuters. Impacto das cinzas vulcânicas.
Métodos de detecção da pluma vulcânica
A erupção vulcânica lança na atmosfera uma nuvem espessa contendo vapor d’ água,
gases como SO2 e CO2, e partículas (poeira composta por silicatos em particular, e
gotas do vapor condensado). Satélites podem observar a radiação (térmica) emitida
e/ou (solar) refletida pela nuvem. Os métodos baseados em informação de satélites
geoestacionários permitem gerar uma imagem a cada 15 minutos. Citamos dois
métodos de caráter piloto ilustrados na página web “Vulcão Puyehue”
(http://satelite.cptec.inpe.br/vulcao/):
• No primeiro método, imagens Meteosat Second Generation (MSG) da Eumetsat
são utilizadas para observar radiação térmica emitida pelo planeta nos canais 9
(10,8 µm) e 10 (12.0µm) do sensor SEVIRI .
• No segundo método, imagens GOES da NOAA fornecem informação sobre
radiação solar visível refletida (canal VIS, em 0,6 µm de comprimento de onda),
emitida/refletida (no canal 2, em 3,9 µm, nuvens emitem radiação, mas também
refletem radiação solar) e puramente térmica (canal 4, em 10,8 µm).
Importante enfatizar que estes produtos detectam qualitativamente a presença da
pluma de cinza, e estão em fase de teste e pesquisa. Estes produtos estarão
disponíveis durante o período de atividade de emissões de cinzas do vulcão Puyehue.
Uso de Imagens Meteosat – O método consiste em representar a diferença de
temperaturas de brilho de dois canais do SEVIRI centrados em comprimentos de onda
do infravermelho termal: 10.8 µm (IR10) e 12.0 µm (IR12). A absorção pela cinza
vulcânica é maior em 10.8 µm do que 12µm; portanto, a temperatura de brilho
observada no IR10 é menor e a diferença com o IR12 geralmente é negativa. Quanto
maior a quantidade de cinzas, mais negativa será essa diferença.
A figura abaixo mostra o canal IR10 em tom de cinza, com a diferença entre IR10 e
IR12 realçada de acordo com a intensidade. Nesta imagem podemos observar
nitidamente os traços de cinzas do vulcão Cordón Caulle propagando-se sobre os
países da América do Sul e Oceano Atlântico.
Composição de imagens do canal IR10 (tom cinza), e a diferença entre IR10 e IR12 (em realce) do
satélite METEOSAT para o dia 07/06/2011 às 0630UTC.
Uso de imagens GOES - As duas figuras abaixo registram a nebulosidade no dia 6 de
junho de 2011 às 1400 GMT (1100 de Brasília). A primeira utiliza os canais 2 (3,9 µm)
e 4 (10,7 µm). Os dois expressam temperatura aparente observada, mas não são
idênticos. Os tons coloridos correspondem a temperaturas (no canal 4) inferiores a 13°C.
A segunda imagem utiliza o canal visível combinado com o canal 2. A superfície
terrestre e o mar (quentes e pouco brilhantes) aparecem em tons marrons ou azuis
escuros. Nuvens baixas (“quentes” e brilhantes) aparecem em tornos avermelhados e
de amarelo. Nuvens elevadas (frias) aparecem em tons azulados. A nuvem vulcânica
não apenas aparece brilhante (por reflexão de luz solar no visível), mas também mais
“quente” por reflexão de luz solar no canal “térmico”. A nuvem de poeira aparece bem
delineada, com geometria característica diferente das nuvens comuns. As duas
imagens em conjunto evidenciam que houve dois comportamentos progressivos do
fluxo: fumaça anterior tendeu a alinhar-se com a circulação zonal, enquanto que a
mais recente está sendo arrastada paralela à Cordilheira dos Andes. Perto do vulcão,
a imagem infravermelha (esquerda) sugere difusão de nuvem da poeira para Leste,
enquanto a imagem mista VIS-IV sugere a presença de nuvens difusas numa região
mais ampla.
A imagem ao lado (2030 GMT) inclui
uma região com iluminação diurna e
outra em condições noturnas. Os dois
critérios prévios de construção de
imagem foram combinados. Observa-se
o deslocamento progressivo da pluma
paralela à Cordilheira, e a fumaça mais
antiga alinhada com a circulação zonal.
Note-se a continuidade obtida pela
descrição multicanal entre as porções
diurna e noturna da imagem.
A presença de novas nuvens frias no
Pacífico Sul e na Patagônia agora
mascaram a eventual difusão sugerida
em figura anterior. O vulcão continua em
erupção.
Referência
Watson, I.M., Realmuto, V.J., Rose, W.I., Prata, A.J., Bluth, G.J.S., Gu, Y., Yu, T.,
Thermal infrared remote sensing of volcanic emissions using the Moderate Resolution
Imaging Spectroradiometer (MODIS), 2004, Journal of Volcanology and Geothermal
Research, Vol. 135, pp 75-89.
Material didático sobre a composição de canais no infravermelho termal para detecção
de cinzas vulcânicas http://eumetrain.org/data/1/144/print.htm (acesso 15/05/2011).