Manchester-baserade vulkanologer har utvecklat en metod och kamera som kan hjälpa till att minska farorna, hälsorisker och reseeffekter av askplymer under ett vulkanutbrott.

Aska ses ibland som en sekundär fara i vulkaner jämfört med mer visuella faror, såsom lava och pyroklastiska flöden. Dock, aska kan ha en stor inverkan på människors liv och infrastruktur, som 2010 års utbrott av den isländska vulkanen, Eyjafjallajökull, vilket gjorde att det internationella flyget över hela Europa stannade.

Denna forskning, som publiceras i Vetenskapliga rapporter , använder en ny sorts kamera, utvecklad vid University of Manchester, för att mäta flödet och hastigheten för aska som faller ut ur en vulkanisk plym.

Forskarna mäter hur askpartiklar interagerar med solljus och, specifikt, hur de ändrar polariseringen av solljus, på ett liknande sätt som hur polariserade solglasögon fungerar. Detta hade inte varit möjligt utan utvecklingen av nya "AshCam" som är den första kameran i sitt slag i världen.

Under ett vulkanutbrott kan kraftigt askafall leda till byggnadskollaps, potentiellt skada eller döda de inuti. Plus exponering för aska kan orsaka irritation i näsan, hals och ögon, samt förvärrar redan existerande hälsotillstånd som astma.

Men aska är också en stor fara för annan kritisk mänsklig infrastruktur, inklusive elektriska, vatten och transportnät, särskilt flygresor – som det isländska utbrottet 2010.

Ordförande i vulkanologi vid University of Manchester, Professor Mike Burton, sa:"Vulkanaska är en primär produkt av ett explosivt vulkanutbrott som i allmänhet utgör ett hot mot människors hälsa och infrastruktur.

"Det isländska utbrottet 2010 framhävde för hela världen att askrika vulkanutbrott kan ha en stor inverkan på den globala ekonomin genom stängningar av luftrum som är utformade för att minimera risken för att jetmotorn går sönder på grund av tilltäppning av aska."

Teamet besökte Santiaguito Lava Dome, del av vulkanen Santa Maria i Guatemala, och mätte en serie explosioner med kameran. Santiaguito producerar ett antal av dessa explosioner varje dag, ungefär en varannan timme, vilket gör det till den idealiska platsen att testa ny utrustning, tekniker och forskningsmodeller.

Professor Burton tillade:"Modeller för askspridning är nyckeln till att förutsäga koncentrationerna av aska under ett utbrott, som i slutändan avgör vilket luftrum som är stängt. Vår forskning hjälper till att mäta dynamiken i asknedfall under ett utbrott. Detta ger oss nya insikter om vulkanaskans dynamik, ger ett viktigt steg mot förbättrade modeller för askspridning."

Tidigare studier har använt markbaserade UV-kameror för observation av vulkanaska eller uppmätta svarta kolpartiklar i fartygsutsläpp. Dock, dessa metoder kunde inte skilja aska från andra partiklar i plymen, vilket gör det svårt att mäta flödet av aska.

Det är här "AshCam" är annorlunda. Den består av kommersiella kameror som redan finns på marknaden och som har anpassats med speciella filter som lättare kan identifiera aska med solljus.

Ph.D. Forskare, Benjamin Esse, från Manchester's School of Earth and Environmental Sciences, förklarar:"AshCam är liten, lätt och relativt billig, vilket gör den idealisk för användning i vulkaniska miljöer där större, dyrare utrustning kan inte användas.

"Detta är en spännande utveckling eftersom det erbjuder vulkanologer ett verktyg som gör att de enkelt kan mäta dynamiken hos askplymer med enbart solljus. Resultaten från dessa mätningar kan användas för att informera om askspridningsmodeller, potentiellt förbättra deras noggrannhet och effektivitet när det gäller att mildra riskerna med askplymer."