Mohutný oblak sopky Tonga dosáhl průměrného oceánu – 38 mil do atmosféry

Oblak z Honga Tonga – Hong Hapai působil jako mohutná bouřka, která vyletěla 58 kilometrů (38 mil) do atmosféry.

Když poblíž malého neobydleného ostrova vybuchne podvodní sopka Jižní Ha’apai lidé V lednu 2022 byly dvě meteorologické družice jedinečně umístěny pro sledování výšky a šířky šachty. Společně zachytili pravděpodobně nejvyšší sloupec v satelitním záznamu.

Vědci v[{“ attribute=““>NASA’s Langley Research Center analyzed data from NOAA’s Geostationary Operational Environmental Satellite 17 (GOES-17) and the Japanese Aerospace Exploration Agency’s (JAXA) Himawari-8, which both operate in geostationary orbit and carry very similar imaging instruments. The team calculated that the plume from the January 15 volcanic eruption rose to 58 kilometers (36 miles) at its highest point. Gas, steam, and ash from the volcano reached the mesosphere, the third layer of the atmosphere.

Prior to the Tonga eruption, the largest known volcanic plume in the satellite era came from Mount Pinatubo, which spewed ash and aerosols up to 35 kilometers (22 miles) into the air above the Philippines in 1991. The Tonga plume was 1.5 times the height of the Pinatubo plume.

“The intensity of this event far exceeds that of any storm cloud I have ever studied,” said Kristopher Bedka, an atmospheric scientist at NASA Langley who specializes in studying extreme storms. “We are fortunate that it was viewed so well by our latest generation of geostationary satellites and we can use this data in innovative ways to document its evolution.”

Animace výše ukazuje stereoskopický pohled na oblak erupce Tonga, jak stoupala, vyvíjela se a rozptylovala po dobu 13 hodin 15. ledna 2022. Animace byla generována z infračervených pozorování získaných každých 10 minut pomocí GOES-17 a Himawari-8.Podle těchto pozorování počáteční exploze rychle vystoupala z hladiny oceánu na 58 kilometrů za asi 30 minut. Krátce nato se sekundární puls zvedl nad 50 kilometrů (31 mil) a poté se rozdělil na tři kusy.

Atmosféričtí vědci obvykle počítají výšku oblačnosti pomocí infračervených přístrojů k měření teploty oblačnosti a poté ji porovnávají s modelovou simulací teploty a nadmořské výšky. Tato metoda však vychází z předpokladu, že ve vyšších nadmořských výškách teploty klesají – to platí v troposféře, ale ne nutně v střední a horní vrstvy atmosféry. Vědci potřebovali jiný způsob výpočtu výšky: geometrii.

Hunga Tonga-Hunga Ha’apai se nachází v Tichém oceánu přibližně uprostřed mezi Himawari 8, který je na geostacionární dráze na 140,7° východní délky, a GOES-17 na geostacionární dráze na 137,2° západně. „Ze dvou satelitních úhlů jsme byli schopni znovu vytvořit trojrozměrný obraz mraků,“ vysvětlil Konstantin Khlobenkov, vědec z týmu NASA Langley.

15. ledna 2022

Tato sekvence statických snímků z GOES-17 ukazuje sloup v různých fázích 15. ledna. Všimněte si, jak delší části oblaku ve stratosféře a mezosféře vrhají stín na spodní části.

Khlopenkov a Bedka použili techniku ​​původně navrženou ke studiu intenzivních bouřek, které pronikají do stratosféry. Jejich algoritmus porovnává simultánní pozorování stejné oblačné krajiny ze dvou satelitů a poté pomocí stereoskopie vytvoří 3D profil stoupajících mraků. (Je to podobné způsobu, jakým lidský mozek vidí věci ve třech rozměrech pomocí obrázků ze dvou našich očí.) Khlobenkov poté ověřil stereoskopická měření pomocí délkových stínů vrhaných vysokými oblaky na široké oblaky popela pod nimi. Také porovnali svá měření s modelovou analýzou NASA GEOS-5, aby určili místní výšku stratosféry a troposféry toho dne.

horní část sloupce výtah Téměř okamžitě kvůli extrémně suchým podmínkám v atmosféře. Dovnitř se však rozsypal baldachýn popela a plynu stratosféra V nadmořské výšce asi 30 kilometrů (20 mil) nakonec pokrývá oblast 157 000 kilometrů čtverečních (60 000 čtverečních mil), větší než stát Georgia.

„Když vulkanický materiál vystoupá do této výšky ve stratosféře, kde nejsou silné větry, sopečný popel, oxid siřičitý, oxid uhličitý a vodní pára mohou být transportovány po celé Zemi,“ řekl Chlobinkov. Během dvou týdnů se hlavní oblak sopečného materiálu vznášel po celé zeměkouli, jak bylo pozorováno družicovým pozorováním Cloud-Aerosol Lidar a Infrared Pathfinder Satellite Observation (CALIPSO), stejně jako polem mapování ozónu a profilu na satelitu Suomi-NPP.

Atmosférický vědec Ghassan Taha z Goddard Space Flight Center NASA uvedl, že aerosoly z oblaku přetrvávaly ve stratosféře asi měsíc po erupci a mohly tam zůstat rok nebo déle. Sopečné emise mohou ovlivnit Místní počasí a globální klima. Taha však poznamenal, že v současné době je nepravděpodobné, že by oblak Tongy měl významné klimatické dopady, protože měl nízký obsah oxidu siřičitého – vulkanické emise, které způsobují ochlazení – ale vysoký obsah vodní páry, což je působivý nárůst.

„Kombinace vulkanického tepla a intenzivního množství vlhkosti z oceánu učinila tuto erupci bezprecedentní. Bylo to jako nadměrné palivo pro masivní bouřku,“ řekl Bidka. „Oblak sopky stoupl 2,5krát výše než jakákoli bouřka, kterou jsme kdy viděli, a způsobil erupci Neuvěřitelné množství blesků. To je důvod, proč je to důležité z meteorologického hlediska.“

Snímky a video NASA Earth Observatory od Joshuy Stevense s použitím dat poskytnutých Christopherem Bedkou a Konstantinem Khlobinkovem/NASA Langley Research Center a snímky GOES-17 poskytnutými NOAA, National Environmental Satellite a Data and Information Service (NESDIS). Příběh Sophie Batesové, NASA Earth Science News Team, s Mikem Karlowicksem.