Die massive Wolke des Vulkans Tonga hat den durchschnittlichen Ozean erreicht – 38 Meilen in die Atmosphäre

Die Wolke, die von Hunga Tonga-Hunga Ha’apai kam, wirkte wie ein massives Gewitter, das 58 Kilometer (38 Meilen) in die Atmosphäre schoss.

Wenn ein Unterwasservulkan in der Nähe einer kleinen unbewohnten Insel ausbricht Honga Tonga – Hong Happi Im Januar 2022 wurden zwei Wettersatelliten an einem einzigartigen Ort platziert, um die Höhe und Breite des Schachts zu überwachen. Gemeinsam erfassten sie die wahrscheinlich höchste Säule in der Satellitenaufzeichnung.

Wissenschaftler ein[{“ 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.”

Die obige Animation zeigt eine stereoskopische Ansicht der Tonga-Eruptionsfahne, während sie am 15. Januar 2022 über einen Zeitraum von 13 Stunden aufstieg, sich entwickelte und zerstreute. Die Animation wurde aus Infrarotbeobachtungen generiert, die alle 10 Minuten von GOES-17 und durchgeführt wurden Himawari-8 Nach diesen Beobachtungen stieg die anfängliche Explosion in etwa 30 Minuten schnell von der Meeresoberfläche auf 58 Kilometer. Kurz danach stieg ein Sekundärimpuls über 50 Kilometer (31 Meilen) an und trennte sich dann in drei Teile.

Atmosphärenwissenschaftler berechnen normalerweise die Wolkenhöhe mit Infrarotinstrumenten, um die Wolkentemperatur zu messen, und vergleichen sie dann mit einer Modellsimulation von Temperatur und Höhe. Allerdings basiert diese Methode auf der Annahme, dass die Temperaturen in größerer Höhe abnehmen – das gilt in der Troposphäre, aber nicht unbedingt in mittleren und oberen Schichten der Atmosphäre. Wissenschaftler brauchten einen anderen Weg, um die Höhe zu berechnen: Geometrie.

Hunga Tonga-Hunga Ha’apai befindet sich im Pazifik etwa in der Mitte zwischen Himawari 8, das sich auf einer geostationären Umlaufbahn bei 140,7° östlicher Länge befindet, und GOES-17, auf einer geostationären Umlaufbahn bei 137,2° westlicher Länge. „Aus zwei Satellitenwinkeln konnten wir ein dreidimensionales Bild der Wolken nachbilden“, erklärte Konstantin Khlobenkov, Wissenschaftler im Langley-Team der NASA.

15. Januar 2022

Diese Folge von Standbildern von GOES-17 zeigt die Kolonne in verschiedenen Stadien am 15. Januar. Beachten Sie, wie die längeren Teile der Wolke in der Stratosphäre und Mesosphäre einen Schatten auf die unteren Teile werfen.

Khlopenkov und Bedka verwendeten eine Technik, die ursprünglich entwickelt wurde, um intensive Gewitter zu untersuchen, die die Stratosphäre durchdringen. Ihr Algorithmus gleicht gleichzeitige Beobachtungen derselben Wolkenlandschaft von zwei Satelliten ab und verwendet dann Stereoskopie, um ein 3D-Profil der aufsteigenden Wolken zu erstellen. (Dies ähnelt der Art und Weise, wie das menschliche Gehirn Dinge in drei Dimensionen sieht, indem es Bilder von zwei unserer Augen verwendet.) Khlobenkov überprüfte dann die stereoskopischen Messungen anhand von Längenschatten, die von hohen Federn auf die breiten Aschewolken darunter geworfen wurden. Sie verglichen ihre Messungen auch mit der GEOS-5-Modellanalyse der NASA, um die lokale Höhe der Stratosphäre und der Troposphäre an diesem Tag zu bestimmen.

die Spitze der Säule Aufzug Fast sofort aufgrund der extrem trockenen Bedingungen in der Atmosphäre. Allerdings wurde ein Baldachin aus Asche und Gas verstreut Stratosphäre Auf einer Höhe von etwa 30 Kilometern (20 Meilen) umfasst es schließlich eine Fläche von 157.000 Quadratkilometern (60.000 Quadratmeilen), größer als der Bundesstaat Georgia.

„Wenn vulkanisches Material in dieser Höhe in der Stratosphäre aufsteigt, wo die Winde nicht stark sind, können Vulkanasche, Schwefeldioxid, Kohlendioxid und Wasserdampf über die ganze Erde transportiert werden“, sagte Khlobinkov. Innerhalb von zwei Wochen schwebte die Hauptwolke aus vulkanischem Material um den Globus, wie vom Cloud-Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observation (CALIPSO) sowie dem Ozon- und Profilkartierungsarray auf dem Suomi-NPP-Satelliten beobachtet wurde.

Der Atmosphärenforscher Ghassan Taha vom Goddard Space Flight Center der NASA sagte, dass Aerosole aus der Wolke nach dem Ausbruch etwa einen Monat lang in der Stratosphäre verblieben und ein Jahr oder länger bleiben könnten. Vulkanische Emissionen können sich auswirken Lokales Wetter und globales Klima. Taha stellte jedoch fest, dass es derzeit unwahrscheinlich ist, dass die Tonga-Fahne signifikante klimatische Auswirkungen haben würde, da sie wenig Schwefeldioxid – die vulkanische Emission, die Abkühlung verursacht – aber viel Wasserdampf enthielt, was einen beeindruckenden Anstieg darstellt.

„Die Kombination aus vulkanischer Hitze und der enormen Feuchtigkeit des Ozeans machte diesen Ausbruch beispiellos. Es war wie überschüssiger Treibstoff für ein massives Gewitter“, sagte Bidka. „Die Wolke des Vulkans stieg 2,5-mal höher als jedes Gewitter, das wir je gesehen haben, und der Ausbruch führte dazu Unglaublich viel Blitz. Das macht es aus meteorologischer Sicht wichtig.“

Bilder und Videos des NASA Earth Observatory von Joshua Stevens unter Verwendung von Daten, die von Christopher Bedka und Konstantin Khlobinkov/NASA Langley Research Center bereitgestellt wurden, sowie GOES-17-Bilder, die von NOAA, dem National Environmental Satellite, und dem Data and Information Service (NESDIS) bereitgestellt wurden. Geschichte von Sophie Bates, NASA Earth Science News Team, mit Mike Carlwich.