El proyecto de investigación “Desarrollo y aplicación de métodos de percepción remota para el estudio de la emisión de gases volcánicos en el Popocatépetl y Fuego de Colima” se enfoca en desarrollar, aplicar y comparar instrumentos y métodos de percepción remota así como en la interpretación de los resultados. El desarrollo instrumental y el mejoramiento de los algoritmos y los trabajos de campo tienen como objetivo general tomar mediciones que describen la dinámica de la emisión y composición de los gases antes y después de una explosión de tipo “Vulcaniana”. También se busca mostrar las diferencias entre los dos volcanes Popocatépetl y Fuego de Colima validando las metodologías empleadas. Los instrumentos se clasifican en dos grupos por las diferentes propiedades en la región del espectro usado: ultra violeta (UV) e infrarrojo (IR). El uso simultáneo de ambos produce información con intersección para validación e información complementaria para una mejor interpretación geofísica._x000D_ _x000D_ El primer enfoque de este proyecto es el desarrollo de un escáner de dos dimensiones para la identificación y evaluación de moléculas de gases de origen volcánico que absorben luz en la región ultravioleta del espectro electromagnético, específicamente entre 290 y 500 nm. De igual manera se busca desarrollar nuevos algoritmos de evaluación de moléculas de gases de origen volcánico aplicando instrumentación recientemente desarrollada, tal como es el caso del sistema de escaneo de imágenes en el ultravioleta (SUGIS), el sistema de escaneo de imágenes en el infrarrojo (SIGIS) y la espectroscopía de absorción solar por transformadas de Fourier en el infrarrojo (FTIR). Además de la identificación y la evaluación de moléculas de gases de origen volcánico, se busca desarrollar algoritmos para la cuantificación de flujos de estos gases, para obtener información sobre las emisiones de distintas especies de origen volcánico a la atmósfera así como sobre la influencia de ambos volcanes en su entorno._x000D_ _x000D_ Finalmente, se busca llevar a cabo una comparación y validación tanto de las columnas de gases de origen volcánico obtenidas utilizando diferentes métodos y algoritmos, así como de los flujos derivados de las mediciones de columnas. Se buscará también comparar los flujos obtenidos con datos históricos así como con datos generados por otros grupos en dos proyectos anteriores enfocados al monitoreo volcánico (NOVAC y FIEL VOLCAN) y también con datos obtenidos de mediciones satelitales. En conclusión, faltan estudios de validación e intercomparaciones de resultados obtenidos con los diferentes métodos de percepción remota y en este proyecto se pretede abordar este problema de manera detallada.

_x000D_ Este proyecto contribuye a: A) El desarrollo de un instrumento novedoso con la capacidad de escanear en y cubrir 180° del horizonte en dos dimensiones; B) La comparación y validación de diferentes instrumentos y métodos para medir columnas y flujos de SO2; C) El entendimiento de la dinámica de la actividad volcánica. i) específicamente nos permitirá evaluar las emisiones de gases de origen volcánico de cada uno de los volcanes elegidos permitiendo compararlos y ii) determinar las razones de los gases de origen volcánico y su comportamiento antes y después de explosiones de tipo “Vulcaniano”. D) Reforzar la linea de investigación de desarrollo de percepción remota para emisiones volcánicas en el Grupo de Espectroscopía y Percepción Remota del CCA-UNAM._x000D_ _x000D_ _x000D_ A) Desarrollo de un instrumento novedoso _x000D_ _x000D_ El nuevo escáner combina la ventaja de un DOAS de ejes múltiples con un escáner que retrata la distribución de un gas usando las caracterísitcas espectroscópicas. El instrumento observando una fuente de SO2 determina el flujo horizontal de un gas. Siempre hay una dirección casi paralela a la dirección del viento y la otra perpendicular a éste. Así se pude determinar la velocidad a partir de la correlación del las columnas medidas en diferentes ángulos paralelos a la dirección del viento._x000D_ Los escaneos en posición perpendicular a la dirección de la propagación de la pluma miden cortes transversales. El producto, corte transversal por velocidad, resulta en una emisión. Parte del desarrollo consiste en la optimización de la manera de escanear y sus secuencias. Un ejemplo de una secuencia puede ser: a) dos retratos de la distribución del gas cerca del cenit. Estos retratos contienen la información sobre la dirección del viento en la altitud de la pluma y arriba del sitio de la medición. b) un escaneo perpendicular a la dirección del viento; c) un escaneo paralelo a la dirección_x000D_ del viento._x000D_ _x000D_ _x000D_ B) Comparación, validación y sinergia_x000D_ _x000D_ Para comparar la columna de SO2, la cual se recupera con absorción solar directa en el infrarojo y la técnica DOAS, se aprovecha la información provista por los diferentes cortes transversales de la pluma con dirección variable. Estos datos permiten una validación que no existe hasta ahora y que ayudaran a la estimación de incertidumbres en los flujos. Las mediciones del flujo de SO2 con el nuevo escaner y las razones entre SO2 y varias moléculas (SiF4, HF, HCl) con absorción solar directa resultaran en la medición directa de la emisión cuantitativa de estos gases por primera vez._x000D_ _x000D_ La comparación y validación de los dos escaners horizontales SUGIS (DOAS) y SIGIS (IR_FTIR, emisión térmica), proveerán nuevos conocimientos sobre el error sistemático en recuperación en las dos metodologías y darán conocimiento de las circunstancias que afectan cada una de las mediciones. La sinergia de los dos métodos aplicados juntos puede resultar en la estimación de la temperatura de la pluma volcánica y la taza con cual se adapta la temperatura del ambiente. _x000D_ _x000D_ Las emisiones de los volcanes mexicanos especialmente el Popocatépetl, son claramente visibles en datos de instrumentos satelitales como el OMI a bordo del Aura (UV-DOAS) y también en futuro del instrumento IASI (IR- Solar/emisión térmica) en la plataforma Met-op. Estos datos poden ser usados junto con los datos medidos del CENAPRED para comparar y validar las metodologías desarrolladas en esto proyecto así como con datos obtenidos por otros grupos._x000D_ _x000D_ C) La dinámica de la actividad volcánica_x000D_ _x000D_ La dinámica de la emisión volcánica va a ser observada en i) la cantidad de emisión y ii) la composición del gas. Las técnicas DOAS se enfocan en la determinación del la cantidad de SO2 emitido y las técnicas basadas en la espectróscopia infraroja en el análisis de la composición. La realización de este proyecto generará nuevos conocimientos sobre los volcanes Popocatépetl y Fuego de Colima. Se busca espcíficamente contestar las siguientes preguntas:_x000D_ _x000D_ ¿Qué pasa antes de una explosión de tipo “Vulcaniana”? Una hipótesis apunta que ocurre un enfriamiento antes una explosión._x000D_ ¿Qué características - cantidad y composición- del gas emitido depende de la forma de la emisión (pasivo o antes/después una explosión)? Una hipótesis apunta que el SO2/HCl y la emisión total aumentan en la explosión_x000D_ ¿Que diferencias existen entre las emisiones del volcán Popocatépetl y el de Fuego de Colima?_x000D_ _x000D_ En el análisis de composición del gas se pueden encontrar diversas moléculas. Con espectroscopia-UV encontraríamos BrO en el orilla de la pluma. El elemento Br pude estar presente como HBr, el cual está ópticamente activo en el infrarrojo. Cada valor determinado mejorará los modelos que simulan los procesos químicos del interior de la tierra y de la separación de gas del magma. El éxito de nuestro proyecto consistirá en la medición de los flujos de SO2, SiF4, HCl, HF antes y después de una explosión de ambos volcanes. A partir de estos datos se podrá verificar la teoría de que ocurre un enfriamiento por radiación antes de la explosión de tipo “vulcaniana” y que la presencia de SiF4 es una señal de una explosión inminente. _x000D_ _x000D_ _x000D_ D) Consolidar la linea de investigación del desarrollo percepción remota de gases volcanicos en la grupo de espectroscopia y percepción remota del CCA en la UNAM._x000D_ _x000D_ Varias acciones y proyectos internacionales se han realizado con la participación de grupos de especialistas en percepción remota de Europa (recientemente) y de Estados Unidos (hace 17 años). Es importatne que la UNAM cuente con la infraestructura y el conocimiento requierido para llevar a cabo este tipo de estudio y este grupo de trabajo tiene las capacidades. Con la realización de este proyecto estaremos más preparados para contribuir en futuras redes internacionales de manera independiente y cooperativa. La participación en grupos internacionales sería deseable para intercambiar conocimientos y para la formación y desarrollo de científicos jóvenes._x000D_ _x000D_