La erupción volcánica de La Palma: aspectos meteorológicos y contaminantes

Artículo de: David Suárez Molina. Delegación Territorial de AEMET en Canarias (DTCAN), Agencia Estatal de Meteorología (AEMET), Las Palmas de Gran Canaria, España y Omaira E. García Rodríguez. Centro de Investigación Atmosférica de Izaña (CIAI), Agencia Estatal de Meteorología (AEMET), Santa Cruz de Tenerife, España

El pasado 13 de septiembre de 2021 la Agencia Estatal de Meteorología (AEMET), al igual que el resto de miembros que forman el Comité Científico de Evaluación y Seguimiento de fenómenos volcánicos (CCES) del Plan Especial de Protección Civil y Atención de Emergencias por riesgo volcánico en la Comunidad Autónoma de Canarias (PEVOLCA), fue convocada de urgencia para una sesión extraordinaria del CCES debido a los cambios observados en los parámetros monitorizados por los organismos expertos en la isla de La Palma.

Casi una semana después (el día 19 de septiembre de 2021 a las 15:11 hora local canaria), daba comienzo la erupción volcánica más devastadora de las últimas décadas en el archipiélago canario, erupción que, según datos de Copernicus Emergency Management Service [1], arrasó 1241.1 ha y destruyó casi 3000 edificaciones (figura 1). A pesar de que la erupción se dio por finalizada el pasado 25 de diciembre, la emergencia volcánica continúa en nivel 1 y, debido a las emisiones difusas de gases como el monóxido y dióxido de carbono (CO y CO2),aún hay núcleos urbanos evacuados.

Figura 1. Mapa que muestra la delimitación de las coladas a fecha del 17 de diciembre de 2021. (Fuente: Copernicus Emergency Management Service).

AEMET, tal y como viene establecido en el artículo 3 del Real Decreto 186/2008 de 8 de febrero, por el que se aprueba su Estatuto, ostenta la condición de Autoridad Meteorológica del Estado y la condición de Autoridad Meteorológica Aeronáutica, suministró toda la información meteorológica necesaria y asesoró en temas afines a sus competencias durante el proceso eruptivo, con el fin de facilitar la toma de decisiones al Comité de Dirección del PEVOLCA. La información suministrada fue muy variada y provenía de distintas fuentes (observación, modelos numéricos de predicción, boletines específicos elaborados para la emergencia, etc.). Para ello, varias unidades de AEMET y más de 40 personas estuvieron involucradas directa o indirectamente en la emergencia volcánica.  

Uno de los pilares de AEMET durante la emergencia volcánica fue el asesoramiento en meteorología aeronáutica. Una de las cuestiones claves era determinar con precisión el posible efecto de las cenizas volcánicas tanto en la operatividad de los aeródromos canarios, en especial el de La Palma, como en la afección al espacio aéreo. Para dar respuesta, AEMET proporcionó diariamente simulaciones especializadas de la dispersión de la nube de cenizas volcánicas (figura 2) en diferentes niveles de presión (desde 950 hasta 300 hPa), así como deposición en 12 horas y total en columna, y con diferentes alcances temporales (hasta 72 horas). Para ello, el modelo químico de transporte MOCAGE fue ejecutado en el superordenador Cirrus de AEMET en modo accidente, desactivando el módulo de química del modelo y funcionando como un modelo de dispersión.

Figura 2. Ejemplo de la simulación de dispersión de cenizas volcánicas del modelo MOCAGE, ejecutado en el superordenador Cirrus de AEMET.

Para complementar las labores de observación y seguimiento de la evolución de la nube de cenizas volcánicas, AEMET realizó, a través del Centro de Investigación Atmosférica de Izaña (CIAI), de la Delegación Territorial de AEMET en Canarias (DTCAN) y en colaboración con numerosas instituciones nacionales e internacionales, un despliegue de instrumentación científica en La Palma con un doble objetivo (figura3). El primero era caracterizar la estructura vertical del penacho eruptivo, y monitorizar en tiempo real los cambios que se produzcan en dicha estructura, así como perimetrar la salida de la nube de dispersión. El segundo objetivo era el de contribuir en la implantación de una red de calidad del aire de emergencia que permitiera conocer el impacto de las emisiones volcánicas en la salud de la población de La Palma (figura 4), la cual fue coordinada y gestionada por el Gobierno de Canarias. Respecto a la calidad del aire, además de contribuir con instrumentación in-situ, AEMET proporcionaba diariamente el asesoramiento respecto a cómo las condiciones meteorológicas podían afectar las concentraciones superficiales o la dispersión de los principales contaminantes asociados al proceso eruptivo. Para dar la mejor respuesta a este delicado aspecto de la emergencia volcánica, AEMET instaló una estación portátil de radiosondeos en una zona muy próxima a la erupción (figura 3). El objetivo era claro, conocer de manera fidedigna la estructura vertical de la atmósfera en el entorno de la erupción. Esta operación de despliegue y lanzamiento diario de los radiosondeos realizados pudo ser llevada a cabo gracias a la implicación de distintas unidades de AEMET, así como de la participación inestimable de la Unidad Militar de Emergencias (UME), ya que sería el propio personal de la UME quien de forma operativa realizaría los lanzamientos.

Figura 3. Localización e instrumentación instalada en las siete estaciones (estrellas) desplegadas en La Palma para seguir el proceso volcánico por diferentes organizaciones en colaboración con AEMET. El punto azul representa la ubicación del centro emisor, el área roja la zona afectada por el flujo de lava, y los círculos representan la ubicación aproximada de los diferentes sismos asociados al proceso eruptivo (Fuente: Instituto Geográfico Nacional). Figura tomada de [2].

Figura 4. Imagen izquierda: Mapa de las estaciones pertenecientes a la Red de Calidad del Aire de La Palma. Imagen derecha-superior: Evolución diaria de las concentraciones semi-horarias de SO2 para todas las estaciones de la red de calidad del aire durante el 30 de noviembre de 2021. Imagen derecha-inferior: Evolución temporal de las concentraciones diarias superficiales de dióxido de azufre (SO2) registradas en las estaciones de Puntagorda, Los Llanos de Aridane, Tazacorte y El Paso durante el proceso eruptivo.

La figura 4 ilustra también un caso muy llamativo e interesante en el que la meteorología a pequeña escala fue protagonista. A lo largo de la emergencia los valores del dióxido de azufre (SO2) superaron los valores límites diarios (125 ug/m3) establecidos en el Real Decreto 102/2011, de 28 de enero, relativos a la mejora de calidad del aire. Curiosamente, el lugar donde más superaciones se registraron fue en Puntagorda (al noroeste de la isla y a 20 km del centro emisor), mientras que en estaciones más próximas al volcán (como El Paso) registraron 5 veces menos de superaciones. La dinámica, las condiciones de estabilidad atmosférica junto a la orografía de la isla jugaron un papel fundamental en el transporte, acumulación y dispersión de contaminantes. El dipolo orográfico y la baja a sotavento al oeste de La Palma producían unos vórtices que advectaban el SO2 tierra adentro una vez era desplazado hacia el mar por acción directa del flujo sinóptico del Este a Nordeste. Estos vórtices eran detectados por el modelo operativo de mesoescala no hidrostático Harmonie-Arome, así como el ciclo diurno-nocturno de brisas que tenía una influencia directa en el transporte de contaminantes (figura 5).

Figura 5. Izquierda: Presión a nivel del mar del modelo Harmonie-Arome en la que se aprecia el dipolo orográfico en la isla de La Palma. Derecha: Viento a 10 metros del modelo Harmonie-Arome, donde las flechas rojas resaltan la circulación asociada a los vórtices de sotavento y el cuadro rojo muestra la zona con mayores superaciones del valor límite diario de SO2.

La circulación en las capas bajas y medias de la atmósfera favoreció que las nubes de cenizas y gases volcánicos se dispersaran sobre el Atlántico subtropical, permitiendo que el Observatorio Atmosférico de Izaña (IZO, AEMET), situado en la isla de Tenerife a 2.4 km s.n.m. y a una distancia de 140 km del volcán, registrara numerosos impactos directos de la nube de dispersión volcánica durante todo el proceso eruptivo. Dado el complejo programa para la monitorización e investigación de la composición atmosférica que dispone esta estación de Vigilancia Atmosférica Global (VAG, Organización Meteorológica Mundial, OMM, [3]), la composición físico-química de los aerosoles y gases presentes en la nube de dispersión pudo ser detalladamente caracterizada. En la figura 6 se muestra, a modo de ejemplo, cómo las concentraciones superficiales de SO2, CO2 y CO, superaron en varios órdenes de magnitud los valores de condiciones de fondo habituales de este observatorio cuando la nube de dispersión volcánica alcazaba el observatorio. El evento más intenso se registró el 12 de octubre con una duración de 8 horas, durante el cual se superó incluso el rango de detección del analizador de SO2, fijado en 3000 ppb. En este mismo episodio, el CO2 alcanzó una concentración de 490 ppm (i.e., un incremento de 80 ppm respecto al valor estacional) y el CO aumentó hasta los 1600 ppb (i.e., un incremento de 1500 ppb respecto al valor estacional). En general, los eventos registrados duraron varias horas y se produjeron principalmente por la noche, debido a que durante esta parte del día se favorece la circulación de subsidencia desde niveles medios y altos de la atmósfera, típica de las zonas subtropicales, la cual arrastra la nube de dispersión volcánica hacia el observatorio. Finalizados los episodios, las concentraciones de estos gases recuperan sus condiciones de fondo (SO2) o su tendencia estacional (CO2 y CO) [4].


Figura 6. Imagen Superior: Imagen desde Observatorio Atmosférico de Izaña (IZO), donde se observa el impacto del penacho volcánico en tonos blanquecinos junto al Teide. Imagen inferior: Series temporales de las concentraciones superficiales de SO2, CO2 y CO registradas en IZO entre el 19 septiembre y el 19 de diciembre de 2021 en el marco del programa de VAG-OMM. Las concentraciones medidas se muestran en escala logarítmica para una mejor visualización. Figura tomada de [4].

Referencias

[1] https://info.igme.es/eventos/Erupcion-volcanica-la-palma/copernicus-emsr546

[2] https://www.actris.eu/news-events/news/actris-spain-coordinating-unprecedented-actions-cumbre-vieja-volcanic-emergency

[3] Cuevas, E., Milford, C., Bustos, J. J., R., García, O. E., García, R. D., Gómez-Peláez, A. J., Guirado-Fuentes, C., Marrero, C., Prats, N., Ramos, R., Redondas, A., Reyes, E., Rivas-Soriano, P. P., Rodríguez, S., Romero-Campos, P. M., Torres, C. J., Schneider, M., Yela, M., Belmonte, J., del Campo-Hernández, R., Almansa, F., Barreto, A., López-Solano, C., Basart, S., Terradellas, E., Werner, E., Afonso, S., Bayo, C., Berjón, A., Carreño, V., Castro, N. J., Chinea, N., Cruz, A. M., Damas, M., De Ory-Ajamil, F., García, M.I., Gómez-Trueba, V., Hernández, C., Hernández, Y., Hernández-Cruz, B., León-Luís, S. F., López-Fernández, R., López-Solano, J., Parra, F., Rodríguez, E., Rodríguez-Valido, M., Sálamo, C., Sanromá, E., Santana, D., Santo Tomás, F., Sepúlveda, E., and Sosa, E.: Izaña Atmospheric Research Center Activity Report 2017-2018. (Eds. Cuevas, E., Milford, C. and Tarasova, O.), State Meteorological Agency (AEMET), Madrid, Spain and World Meteorological Organization, Geneva, Switzerland, WMO/GAW Report No. 247, 2019.

[4] https://aemetblog.es/2022/03/22/sinergia-entre-medidas-superficiales-y-en-columna-en-la-estacion-de-vigilancia-atmosferica-global-de-izana-aplicacion-a-la-erupcion-volcanica-de-la-palma/

Videos

Video de la conferencia impartida en el #AulaFranciscoMorán de la Asociación Meteorológica Española

Acerca de aemetblog

La Agencia Estatal de Meteorología sucedió en 2008 a la entonces Dirección General del Instituto Nacional de Meteorología, con más de 150 años de historia. Actualmente está adscrita, según el artículo 4.4 del Real Decreto 864/2018, de 13 de julio, por el que se desarrolla la estructura orgánica básica del Ministerio para la Transición Ecológica, a ese departamento ministerial a través de la Secretaría de Estado de Medio Ambiente. El objeto de AEMET, según el artículo 1.3 del Real Decreto 186/2008, de 8 de febrero por el que se aprueba su Estatuto, es el desarrollo, implantación, y prestación de los servicios meteorológicos de competencia del Estado y el apoyo al ejercicio de otras políticas públicas y actividades privadas, contribuyendo a la seguridad de personas y bienes, y al bienestar y desarrollo sostenible de la sociedad española". Como Servicio Meteorológico Nacional y Autoridad Meteorológica del Estado, el objetivo básico de AEMET es contribuir a la protección de vidas y bienes a través de la adecuada predicción y vigilancia de fenómenos meteorológicos adversos y como soporte a las actividades sociales y económicas en España mediante la prestación de servicios meteorológicos de calidad. Se responsabiliza de la planificación, dirección, desarrollo y coordinación de actividades meteorológicas de cualquier naturaleza en el ámbito estatal, así como la representación de éste en organismos y ámbitos internacionales relacionados con la Meteorología.
Esta entrada fue publicada en AEMET EN ACCIÓN, TODOS LOS ARTÍCULOS. Guarda el enlace permanente.

Deja un comentario Cancelar respuesta