Reconocimiento del espacio aéreo afectado por la presencia de ceniza volcánica del volcán Popocatépetl utilizando imágenes satelitales históricas
Autores: Jiménez-Escalona, José Carlos; Poom-Medina, José Luis; Roberge, Julie; Aparicio-García, Ramon S.; Avila-Razo, José Eduardo; Huerta-Chavez, Oliver Marcel; Da Silva, Rodrigo Florencio
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Reconocimiento del espacio aéreo afectado por la presencia de ceniza volcánica del volcán Popocatépetl utilizando imágenes satelitales históricas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Erupción volcánica
Nubes de ceniza
Aviación comercial
Motores de aeronaves
Dispersión de ceniza
Volcán Popocatépetl
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 15
Citaciones: Sin citaciones
Una erupción volcánica puede producir grandes nubes de ceniza en la atmósfera alrededor de un volcán, afectando el uso de la aviación comercial del espacio aéreo circundante. Encontrarse con estas nubes de ceniza puede causar daños severos a diferentes partes de la aeronave, principalmente a los motores. Este trabajo busca contribuir al desarrollo de métodos para observar la dispersión de ceniza volcánica y complementar los métodos computacionales que se utilizan actualmente para la predicción de la dispersión de ceniza. El método presentado aquí se basa en la frecuencia de ocurrencia de las áreas del espacio aéreo afectadas por la emisión de ceniza durante una erupción volcánica. Se toma como estudio de caso el volcán Popocatépetl, a 60 km al este de la Ciudad de México. Se realizó un análisis temporal del viento a diferentes niveles atmosféricos, para identificar la dirección hacia la cual el viento dispersa la ceniza en diferentes épocas del año. Esta información mostró dos tendencias diferentes, relacionadas con las estaciones en la dirección de dispersión: la primera de noviembre a mayo y la segunda de julio a septiembre. Para identificar la nube de ceniza y estimar su área, se utilizó un conjunto de 920 imágenes MODIS que registraron la actividad volcánica del Popocatépetl entre 2000 y 2021. Estas imágenes satelitales fueron sometidas a un preprocesamiento digital semi-automático de binarización por umbrales, de acuerdo con el nivel de la diferencia de temperatura de brillo entre la banda 31 (11 um) y la banda 32 (12 um), seguido de una evaluación manual de cada imagen binarizada. Con la información obtenida del procesamiento de la imagen MODIS, se construyó una tabla de información con la posición geográfica de cada píxel caracterizado por la presencia de ceniza para cada evento. Con estos datos, se identificaron las áreas alrededor del volcán Popocatépetl con la mayor frecuencia de afectación por emisiones de ceniza durante el período analizado. Este estudio busca complementar los resultados obtenidos por modelos numéricos que hacen pronósticos de dispersión de ceniza y que son muy importantes para la prevención de riesgos en la navegación aérea.
Descripción
Una erupción volcánica puede producir grandes nubes de ceniza en la atmósfera alrededor de un volcán, afectando el uso de la aviación comercial del espacio aéreo circundante. Encontrarse con estas nubes de ceniza puede causar daños severos a diferentes partes de la aeronave, principalmente a los motores. Este trabajo busca contribuir al desarrollo de métodos para observar la dispersión de ceniza volcánica y complementar los métodos computacionales que se utilizan actualmente para la predicción de la dispersión de ceniza. El método presentado aquí se basa en la frecuencia de ocurrencia de las áreas del espacio aéreo afectadas por la emisión de ceniza durante una erupción volcánica. Se toma como estudio de caso el volcán Popocatépetl, a 60 km al este de la Ciudad de México. Se realizó un análisis temporal del viento a diferentes niveles atmosféricos, para identificar la dirección hacia la cual el viento dispersa la ceniza en diferentes épocas del año. Esta información mostró dos tendencias diferentes, relacionadas con las estaciones en la dirección de dispersión: la primera de noviembre a mayo y la segunda de julio a septiembre. Para identificar la nube de ceniza y estimar su área, se utilizó un conjunto de 920 imágenes MODIS que registraron la actividad volcánica del Popocatépetl entre 2000 y 2021. Estas imágenes satelitales fueron sometidas a un preprocesamiento digital semi-automático de binarización por umbrales, de acuerdo con el nivel de la diferencia de temperatura de brillo entre la banda 31 (11 um) y la banda 32 (12 um), seguido de una evaluación manual de cada imagen binarizada. Con la información obtenida del procesamiento de la imagen MODIS, se construyó una tabla de información con la posición geográfica de cada píxel caracterizado por la presencia de ceniza para cada evento. Con estos datos, se identificaron las áreas alrededor del volcán Popocatépetl con la mayor frecuencia de afectación por emisiones de ceniza durante el período analizado. Este estudio busca complementar los resultados obtenidos por modelos numéricos que hacen pronósticos de dispersión de ceniza y que son muy importantes para la prevención de riesgos en la navegación aérea.