Greinar
dökkur mökkur yfir dalalæðu snemma dags

Lóðrétt útbreiðsla ösku

Helstu dreifingarhættir

Stöðugleiki lofthjúpsins hverju sinni ræður mjög lóðréttri blöndun ösku og mengunarefna.

Lofthjúpnum er skipt í hvolf, neðst er veðrahvolfið og veðrahvörfin ofan á því. Veðrahvörfin eru svo stöðug að aðeins öflugustu gos geta borið ösku upp í heiðhvolfið þar ofan við. Stöðugleiki í veðrahvolfinu skiptir því oft upp í tvö eða þrjú lög. Jaðarlagið er eitt þeirra og afmarkast efra borð þess af hitahvörfum sem algengt er að séu í 800 til 3000 m hæð. Í miklum vindi og/eða sólskini er það mjög vel blandað. Í hægum vindi að næturlagi dettur það oftast í sundur og lagskiptingin verður flóknari.

Mynd 2
riss af gosstróki
Veðrahvolfið nær frá jörð upp að veðrahvörfum. Það skiptist hins vegar í fleiri lög en hæð þeirra frá jörð og þykkt ræðst af stöðugleika. Myndin sýnir algenga skiptingu. Þunndregna línan til hægri á myndinni táknar raunhitafallanda. Sjá má þrjú lög meginlög. Jaðarlagið neðst, síðan hitahvörf og þar fyrir ofan er efri hæð veðrahvolfsins og veðrahvörfin. Ofan þeirra má sjá í heiðhvolfið. Raunhitafallandi í jaðarlaginu er oftast nærri þurrinnræna hitafallinu (10°C á kílómetra hækkun).

Loft er mjög óstöðugt í gosmekki, en ásýnd hans ræðst bæði af krafti gossins, stöðugleika loftsins umhverfis og rakamagni. Þar sem hitinn er mestur sleppur mökkurinn auðveldlega gegnum hitahvörfin ofan á jaðarlaginu. Sé raki mikil þar fyrir ofan verður mökkurinn breiður og áberandi, nær jafnvel upp að veðrahvörfum. Sé þurrkur á efri hæðinni má mökkurinn búa við afát, verður mjósleginn og slitnar jafnvel í sundur. Hlutur ösku í honum er þá stór.

Talsvert af ösku og vatni lokast inni í jaðarlaginu, jafnvel þó hitahvörfin séu veik. Séu þau öflug má sjá minniháttar gosmekki berjast við þau og vandséð er hvort hefur betur. Sé jaðarlagið hóflega stöðugt verður styrkur gosefnanna mestur efst í því en blandast betur niður ef loft er óstöðugt.

Mynd 3
gosströkur mismunandi lóðrétt dreifing
Algengir dreifingarhættir, skýringar í meginmáli.

Ekki er fráleitt að líta á gosmökk sem risastóran skorstein. Dreifing skorsteinsafurða fer eftir lóðréttum stöðugleika rétt eins og lýst var hér að ofan. Sá er helstur munur á skorsteins- og gosstrókum að þeir fyrrnefndu eru miklu lægri en eldfjöllin og afurðir minni. Við hönnun skorsteina er áhersla lögð á að koma þeim upp úr útgeislunarlagi sem oftast myndast næst jörð á nóttunni, þykknar á morgnanna en brotnar oft í sundur í sólarhita að deginum. Þetta lag kemur lítið við sögu dreifingar gosefna.

Myndirnar sýna líklega útbreiðslu gosösku við mismunandi hitasniða. Bláa strikalínan sýnir þurrinnræna hitafallið en sú rauða, heildregna, sýnir mismunandi raunhitafall. Í tilviki a) er jaðarlagið grunnt, langt neðan opsins á gígnum. Gjóskan losnar við efri mörk hitahvarfanna. Mökkurinn breytir ekki hæð sinni svo mjög í vindstefnu en breikkar þó smám saman eftir því sem frá líður. Þetta nefnist borðadreifing (fanning). Öskufall getur verið mikið úr mekkinum en hann blandast ekki sjálfur til jarðar.

Í tilviki b) er loft mjög óstöðugt undir hitahvörfum. Sé losunin neðan hitahvarfanna veldur óstöðugleikinn því að mökkurinn blandast smám saman í allt jaðarlagið en berst ekki ofar. Þetta nefnist svælidreifing (fumigation). Þetta ástand er algengast á daginn og er oftast orðið til þegar næturástand með hitahvörfum eins og í a) breytist vegna sólgeislunar, þó án þess að hitahvörfin rofni. Svæling getur á skömmum tíma dreift öskulagi efst í jaðarlaginu í það allt og sér þá vart út úr augum.

Í tilviki c) hafa hitahvörfin rofnað. Nú er enginn efri flötur sem heldur lóðréttri dreifingu í skefjum heldur sveiflast mökkurinn til og frá þegar upp- og niðurstreymiseiningar skiptast á. Þetta ástand nefnist lykkjudreifing (looping). Sé eldstöðin hátt uppi á fjalli, er fremur ólíklegt að mekkinum slái alveg til jarðar. Lykkjudreifing er mest áberandi í óstöðugu skúra- eða éljalofti.

Tilvik d) gæti orðið til þegar sól lækkar á lofti eða þá að skýjað verður. Stöðugleikinn vex og verður rétt tæplega þurrinnrænn. Þvermál gosstróksins breikkar nokkuð ört frá eldfjallinu. Þetta nefnist keiludreifing.

Þegar ný hitahvörf fara að myndast að kvöldlagi eru þau í fyrstu neðan losunarhæðar, e) á myndinni. Loftið berst þá frekar upp, heldur en niður, og strókurinn breikkar fyrst og fremst upp á við. Þetta nefnist lyftidreifing (lofting).

Mynd 3
Gosstrókur úr Eyjafjallajökli 17.apríl 2010
Gosstrókurinn úr Eyjafjallajökli á Modis gervihattamynd 17. apríl 2010 kl. 13:15.

Hærri hluti stróksins (sjá mynd 3) er ofan jaðarlagsins og dreifist þar hægt og bítandi til beggja átta. Öskufall við jörð er væntanlega mest beint undir honum. Mun lægra öskulag sést til beggja átta, efra borð þess markast sennilega af hitahvörfunum ofan á jaðarlaginu. Sé jaðarlagið mjög óstöðugt dreifist askan með svælidreifingu og blandast alveg niður að jörð. Skyggni verður þá orðið mjög lítið jafnvel þótt öskufallið sé ekki nærri því eins ákaft og undir aðalstróknum og við jaðar hans. Vindátt er úr hánorðri ofan jaðarlagsins en ríkjandi vindátt í jaðarlaginu var úr norðaustri. Vindátt undir Eyjafjöllum var mjög breytileg. Taka má eftir því hvað skuggar eru skarpir sunnan og suðvestan Eyjafjallajökuls. Meginhluti jöklusins er heiðskír þar sem vindur er úr norðaustri og heldur blandaða jaðarlaginu sunnan jökulsins í skefjum í mjög skarpri brún þar sem e.t.v. er straumstökk.

Fjöldi mynda var tekin úr vestri af öskufallinu þennan dag, og má þar sjá nánar hvað um var að vera, en greining á því bíður betri tíma.

Mynd 4
háloftarit skýringarmynd
Háloftaathugun á Keflavíkurflugvelli 17. apríl 2010 kl. 12. Bláa línan til hægri sýnir hita, en sú til vinstri daggarmark. Jaðarlagið nær upp í um 2000 metra hæð, en veðrahvörfin eru í um 9 km hæð. Mjög öflug hitahvörf eru ofan á jaðarlaginu en það er vel blandað. Loft ofan hitahvarfanna er nokkuð stöðugt en það þýðir að gosstrókur þarf að vera nokkuð öflugur til að komast upp í veðrahvörfin.

 

Mynd 5
Gosstrókur úr Eyjafjallajökli einfaldað riss
Einfölduð mynd af háloftaathuguninni. Gosstrókur rís 5 til 7 km upp í stöðugan efri hluta veðrahvolfs en öskufallið blandast inn í óstöðugt jaðarlag með þeim afleiðingum að þar er svælidreifing ríkjandi. 

 Meira um háloftarit má lesa í annarri fróðleiksgrein.

 





Aðrir tengdir vefir



Þetta vefsvæði byggir á Eplica