Iš Hunga Tonga-Hunga Ha’apai sklindantis stulpas veikė kaip didžiulė perkūnija, pakilusi į atmosferą 58 kilometrus (38 mylias).

Kai šalia nedidelės negyvenamos salos išsiveržia povandeninis ugnikalnis Honga Tonga – Hong Happi 2022 m. sausio mėn. du orų palydovai buvo patalpinti unikalioje vietoje, kad būtų galima stebėti šachtos aukštį ir plotį. Kartu jie užfiksavo, ko gero, aukščiausią palydovo įrašo stulpelį.

Mokslininkai į[{” 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.”

Aukščiau pateiktoje animacijoje pavaizduotas stereoskopinis Tongos išsiveržimo stulpo vaizdas, kai jis kilo, vystėsi ir sklaidėsi per 13 valandų laikotarpį 2022 m. sausio 15 d. Animacija buvo sukurta iš infraraudonųjų spindulių stebėjimų, gautų kas 10 minučių naudojant GOES-17 ir Himawari-8. Remiantis šiais stebėjimais. , pradinis sprogimas greitai pakilo nuo vandenyno paviršiaus iki 58 kilometrų per maždaug 30 minučių. Netrukus po to antrinis pulsas pakilo virš 50 kilometrų (31 mylios), o tada padalintas į tris dalis.

Atmosferos mokslininkai paprastai apskaičiuoja debesų aukštį naudodami infraraudonųjų spindulių prietaisus, kad išmatuotų debesies temperatūrą, o tada palygina ją su modeliu temperatūros ir aukščio modeliavimu. Tačiau šis metodas pagrįstas prielaida, kad temperatūra mažėja didesniame aukštyje – tai tiesa troposferoje, bet nebūtinai vidurinis ir viršutinis atmosferos sluoksniai. Mokslininkams reikėjo kitokio aukščio apskaičiavimo būdo: geometrijos.

Hunga Tonga-Hunga Ha’apai yra Ramiajame vandenyne, maždaug pusiaukelėje tarp Himawari-8, kuris yra geostacionarioje orbitoje 140,7° rytų ilgumos, ir GOES-17, geostacionarioje orbitoje 137,2° vakarų ilgumos. „Iš dviejų palydovų kampų mums pavyko atkurti trimatį debesų vaizdą“, – paaiškino NASA Langley komandos mokslininkas Konstantinas Chlobinkovas.

2022 m. sausio 15 d

Ši nejudančių vaizdų iš GOES-17 seka rodo stulpelį įvairiais etapais sausio 15 d. Atkreipkite dėmesį, kaip ilgesnės plunksnos dalys stratosferoje ir mezosferoje meta šešėlį ant apatinių dalių.

Chlopenkovas ir Bedka naudojo techniką, kuri iš pradžių buvo sukurta intensyvioms perkūnijos, prasiskverbiančios per stratosferą, tyrimui. Jų algoritmas suderina tuo pačiu metu stebimus to paties debesų kraštovaizdžio iš dviejų palydovų, tada naudoja stereoskopiją, kad sukurtų 3D kylančių debesų profilį. (Tai panašu į tai, kaip žmogaus smegenys suvokia dalykus trimis dimensijomis, naudodamos dviejų mūsų akių vaizdus.) Tada Chlobenkovas patikrino stereoskopinius matavimus naudodamas ilgio šešėlius, kuriuos meta aukšti stulpeliai ant plačių pelenų debesų apačioje. Jie taip pat palygino savo matavimus su NASA GEOS-5 modelio analize, kad nustatytų vietinį stratosferos ir troposferos aukštį tą dieną.

stulpelio viršuje Liftas Beveik iš karto dėl itin sausų atmosferos sąlygų. Tačiau išsklaidytas pelenų ir dujų baldakimas stratosfera Maždaug 30 kilometrų (20 mylių) aukštyje jis galiausiai užima 157 000 kvadratinių kilometrų (60 000 kvadratinių mylių) plotą, didesnį nei Džordžijos valstija.

„Kai vulkaninė medžiaga pakyla iki tokio aukščio stratosferoje, kur vėjai nėra stiprūs, vulkaniniai pelenai, sieros dioksidas, anglies dioksidas ir vandens garai gali būti pernešami visoje Žemėje“, – sakė Chlobinkovas. Per dvi savaites pagrindinis vulkaninės medžiagos srautas apskriejo pasaulį, kaip pastebėjo Cloud-Aerosol Lidar ir Infrared Pathfinder Satellite Observation (CALIPSO), taip pat Suomijos AE palydovo ozono ir profilių žemėlapių masyvas.

Atmosferos mokslininkas Ghassanas Taha iš NASA Goddardo kosminių skrydžių centro teigė, kad aerozoliai iš stulpo išsilaikė stratosferoje maždaug mėnesį po išsiveržimo ir gali išlikti metus ar ilgiau. Vulkaniniai išmetimai gali turėti įtakos Vietinis oras ir pasaulinis klimatas. Tačiau Taha pažymėjo, kad šiuo metu mažai tikėtina, kad Tongos stulpas turėtų reikšmingą poveikį klimatui, nes jame buvo mažai sieros dioksido – vulkaninės emisijos, kuri sukelia aušinimą – tačiau daug vandens garų, o tai yra įspūdingas padidėjimas.

„Dėl ugnikalnio karščio ir intensyvaus vandenyno drėgmės kiekio šis išsiveržimas tapo precedento neturinčiu. Tai buvo kaip perteklinis kuras masinei perkūnijai”, – sakė Bidka. „Vulkano stulpas pakilo 2,5 karto aukščiau už bet kokią perkūniją, kurią mes kada nors matėme, ir dėl išsiveržimo Neįtikėtinas žaibo kiekis. Dėl to tai svarbu meteorologiniu požiūriu.

NASA Žemės observatorijos vaizdai ir vaizdo įrašai, kuriuos pateikė Joshua Stevens, naudojant Christopherio Bedkos ir Konstantino Khlobinkovo ​​/ NASA Langley tyrimų centro pateiktus duomenis, ir GOES-17 vaizdus, ​​kuriuos pateikė NOAA ir Nacionalinė aplinkos palydovų bei duomenų ir informacijos tarnyba (NESDIS). Pasakojimas: Sophie Bates, NASA Žemės mokslo naujienų komanda su Mike’u Carlwichu.