De enorme pluim van de Tonga-vulkaan heeft de gemiddelde oceaan bereikt – 58 mijl de atmosfeer in

De pluim afkomstig van Hunga Tonga-Hunga Ha’apai gedroeg zich als een enorme onweersbui die 58 kilometer (38 mijl) de atmosfeer in vloog.

Wanneer een onderwatervulkaan uitbarst in de buurt van een klein onbewoond eiland Honga Tonga – Hong Happi In januari 2022 zijn op een unieke locatie twee weersatellieten geplaatst om de hoogte en breedte van de schacht te monitoren. Samen legden ze vast wat waarschijnlijk de hoogste kolom in het satellietrecord is.

wetenschappers in[{” 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.”

De animatie hierboven toont een stereoscopisch beeld van de pluim van de Tonga-uitbarsting terwijl deze opsteeg, evolueerde en verspreidde over een periode van 13 uur op 15 januari 2022. De animatie werd gegenereerd op basis van infraroodwaarnemingen die elke 10 minuten werden verkregen door GOES-17 en Himawari-8. Volgens deze waarnemingen steeg de eerste explosie snel van het oceaanoppervlak tot 58 kilometer in ongeveer 30 minuten. Kort daarna steeg een secundaire puls tot boven de 50 kilometer (31 mijl) en brak toen in drie stukken.

Atmosferische wetenschappers berekenen de wolkenhoogte meestal met behulp van infraroodinstrumenten om de wolkentemperatuur te meten en vergelijken deze vervolgens met een modelsimulatie van temperatuur en hoogte. Deze methode is echter gebaseerd op de veronderstelling dat de temperatuur op grotere hoogten daalt – dit is waar in de troposfeer, maar niet noodzakelijkerwijs in middelste en bovenste lagen van de atmosfeer. Wetenschappers hadden een andere manier nodig om de hoogte te berekenen: geometrie.

Hunga Tonga-Hunga Ha’apai bevindt zich in de Stille Oceaan, ongeveer halverwege tussen Himawari-8, dat zich in een geostationaire baan op 140,7°E lengtegraad bevindt, en GOES-17, in een geostationaire baan op 137,2°W. “Vanuit twee satelliethoeken konden we een driedimensionaal beeld van de wolken recreëren”, legt Konstantin Khlobinkov, een wetenschapper van het NASA Langley-team, uit.

15 januari 2022

Deze reeks stilstaande beelden van GOES-17 toont de column op 15 januari in verschillende fasen. Merk op hoe de langere delen van de pluim in de stratosfeer en mesosfeer een schaduw werpen over de lagere delen.

Khlopenkov en Bedka gebruikten een techniek die oorspronkelijk was ontworpen om intense onweersbuien te bestuderen die de stratosfeer binnendringen. Hun algoritme matcht gelijktijdige waarnemingen van hetzelfde wolkenlandschap van twee satellieten en gebruikt vervolgens stereoscopie om een ​​3D-profiel van de opkomende wolken te creëren. (Dit is vergelijkbaar met de manier waarop het menselijk brein dingen in drie dimensies waarneemt met behulp van beelden van twee van onze ogen.) Khlobenkov verifieerde vervolgens de stereoscopische metingen met behulp van lengteschaduwen die door hoge pluimen op de brede aswolken eronder werden geworpen. Ze vergeleken hun metingen ook met NASA’s GEOS-5-modelanalyse om de lokale hoogte van de stratosfeer en troposfeer op die dag te bepalen.

de bovenkant van de kolom lift Vrijwel direct door de extreem droge omstandigheden in de atmosfeer. Echter, een bladerdak van as en gas verspreid in stratosfeer Op een hoogte van ongeveer 30 kilometer (20 mijl) beslaat het uiteindelijk een oppervlakte van 157.000 vierkante kilometer (60.000 vierkante mijl), groter dan de staat Georgia.

“Wanneer vulkanisch materiaal tot deze hoogte stijgt in de stratosfeer, waar de wind niet sterk is, kan vulkanische as, zwaveldioxide, koolstofdioxide en waterdamp over de hele aarde worden getransporteerd”, zei Khlobinkov. Binnen twee weken zweefde de belangrijkste pluim van vulkanisch materiaal over de hele wereld, zoals waargenomen door de Cloud-Aerosol Lidar en Infrared Pathfinder Satellite Observation (CALIPSO), evenals de ozon- en profielmatrix op de Suomi-NPP-satelliet.

Atmosferische wetenschapper Ghassan Taha van NASA’s Goddard Space Flight Center zei dat aërosolen van de pluim ongeveer een maand na de uitbarsting in de stratosfeer aanhielden en een jaar of langer konden aanhouden. Vulkanische emissies kunnen van invloed zijn op Lokaal weer en wereldwijd klimaat. Taha merkte echter op dat het momenteel onwaarschijnlijk is dat de Tonga-pluim significante klimatologische effecten zou hebben, omdat hij weinig zwaveldioxide bevat – de vulkanische emissie die voor afkoeling zorgt – maar veel waterdamp bevat, wat een indrukwekkende stijging is.

“De combinatie van vulkanische hitte en de intense hoeveelheid vocht uit de oceaan maakte deze uitbarsting ongekend. Het was als overmatige brandstof voor een enorme onweersbui,” zei Bidka. “De pluim van de vulkaan steeg 2,5 keer hoger dan alle onweersbuien die we ooit hebben gezien, en de uitbarsting resulteerde in Ongelooflijke hoeveelheid bliksem. Dat maakt dit vanuit meteorologisch perspectief belangrijk.”

NASA Earth Observatory-afbeeldingen en video door Joshua Stevens, met behulp van gegevens van Christopher Bedka en Konstantin Khlobinkov/NASA Langley Research Center, en GOES-17-afbeeldingen van NOAA en de National Environmental Satellite and Data and Information Service (NESDIS). Verhaal door Sophie Bates, NASA Earth Science News Team, met Mike Carlwich.