Ένα λοφίο από τη Χόνγκα Τόνγκα – Χονγκ Χαπάι λειτούργησε σαν μια τεράστια καταιγίδα που εκτινάχθηκε στα ύψη 58 χιλιόμετρα (38 μίλια) στην ατμόσφαιρα.
Όταν ένα υποθαλάσσιο ηφαίστειο εκρήγνυται κοντά σε ένα μικρό ακατοίκητο νησί Honga Tonga – Hong Happi Τον Ιανουάριο του 2022, δύο μετεωρολογικοί δορυφόροι τοποθετήθηκαν μοναδικά για να παρακολουθούν το ύψος και το πλάτος του άξονα. Μαζί, κατέγραψαν την πιο πιθανή στήλη στο δορυφορικό αρχείο.
Επιστήμονες σε[{” 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.”
Η παραπάνω κινούμενη εικόνα δείχνει μια στερεοσκοπική άποψη του λοφίου της έκρηξης της Τόνγκα καθώς ανέβαινε, εξελισσόταν και διασκορπίστηκε σε περίοδο 13 ωρών στις 15 Ιανουαρίου 2022. Η κινούμενη εικόνα δημιουργήθηκε από υπέρυθρες παρατηρήσεις που λαμβάνονται κάθε 10 λεπτά από το GOES-17 και Himawari-8. Σύμφωνα με αυτές τις παρατηρήσεις, η αρχική έκρηξη ανέβηκε γρήγορα από την επιφάνεια του ωκεανού στα 58 χιλιόμετρα σε περίπου 30 λεπτά. Λίγο αργότερα, ένας δευτερεύων παλμός αυξήθηκε πάνω από 50 χιλιόμετρα (31 μίλια) και στη συνέχεια χωρίστηκε σε τρία κομμάτια.
Οι επιστήμονες της ατμόσφαιρας υπολογίζουν συνήθως το ύψος του νέφους χρησιμοποιώντας όργανα υπερύθρων για τη μέτρηση της θερμοκρασίας του νέφους και στη συνέχεια το συγκρίνουν με ένα μοντέλο προσομοίωσης θερμοκρασίας και υψομέτρου. Ωστόσο, αυτή η μέθοδος βασίζεται στην υπόθεση ότι οι θερμοκρασίες μειώνονται σε μεγαλύτερα υψόμετρα – αυτό ισχύει στην τροπόσφαιρα, αλλά όχι απαραίτητα στην μεσαία και ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας. Οι επιστήμονες χρειάζονταν έναν διαφορετικό τρόπο για να υπολογίσουν το ύψος: τη γεωμετρία.
Το Hunga Tonga-Hunga Ha’apai βρίσκεται στον Ειρηνικό Ωκεανό περίπου στο μέσο της διαδρομής μεταξύ Himawari 8, το οποίο βρίσκεται σε γεωστατική τροχιά σε 140,7° ανατολικό γεωγραφικό μήκος, και GOES-17, σε γεωστατική τροχιά στις 137,2° Δυτικά. «Από δύο δορυφορικές γωνίες, μπορέσαμε να αναδημιουργήσουμε μια τρισδιάστατη εικόνα των νεφών», εξήγησε ο Konstantin Khlobenkov, επιστήμονας της ομάδας Langley της NASA.
15 Ιανουαρίου 2022
Αυτή η ακολουθία στατικών εικόνων από το GOES-17 δείχνει τη στήλη σε διάφορα στάδια στις 15 Ιανουαρίου. Παρατηρήστε πώς τα μακρύτερα μέρη του λοφίου στη στρατόσφαιρα και τη μεσόσφαιρα ρίχνουν μια σκιά στα κάτω μέρη.
Ο Khlopenkov και ο Bedka χρησιμοποίησαν μια τεχνική που αρχικά σχεδιάστηκε για τη μελέτη των έντονων καταιγίδων που διαπερνούν τη στρατόσφαιρα. Ο αλγόριθμός τους ταιριάζει με ταυτόχρονες παρατηρήσεις του ίδιου τοπίου σύννεφων από δύο δορυφόρους και στη συνέχεια χρησιμοποιεί στερεοσκόπηση για να δημιουργήσει ένα τρισδιάστατο προφίλ των ανερχόμενων νεφών. (Αυτό είναι παρόμοιο με τον τρόπο που ο ανθρώπινος εγκέφαλος βλέπει τα πράγματα σε τρεις διαστάσεις χρησιμοποιώντας εικόνες από δύο μάτια μας.) Ο Khlobenkov επαλήθευσε στη συνέχεια τις στερεοσκοπικές μετρήσεις χρησιμοποιώντας σκιές μήκους που ρίχνονται από ψηλά λοφία στα πλατιά σύννεφα τέφρας από κάτω. Συνέκριναν επίσης τις μετρήσεις τους με την ανάλυση του μοντέλου GEOS-5 της NASA για να προσδιορίσουν το τοπικό ύψος της στρατόσφαιρας και της τροπόσφαιρας εκείνη την ημέρα.
την κορυφή της στήλης ανελκυστήρας Σχεδόν αμέσως λόγω των εξαιρετικά ξηρών συνθηκών στην ατμόσφαιρα. Ωστόσο, ένας θόλος από στάχτη και αέριο σκορπίστηκε στρατόσφαιρα Σε υψόμετρο περίπου 30 χιλιομέτρων (20 μίλια), καλύπτει τελικά μια έκταση 157.000 τετραγωνικών χιλιομέτρων (60.000 τετραγωνικά μίλια), μεγαλύτερη από την πολιτεία της Τζόρτζια.
«Όταν το ηφαιστειακό υλικό ανεβαίνει σε αυτό το ύψος στη στρατόσφαιρα, όπου οι άνεμοι δεν είναι ισχυροί, η ηφαιστειακή τέφρα, το διοξείδιο του θείου, το διοξείδιο του άνθρακα και οι υδρατμοί μπορούν να μεταφερθούν σε όλη τη Γη», είπε ο Khlobenkov. Μέσα σε δύο εβδομάδες, το κύριο λοφίο ηφαιστειακού υλικού επέπλεε σε όλο τον κόσμο, όπως παρατηρήθηκε από το Cloud-Aerosol Lidar και το Infrared Pathfinder Satellite Observation (CALIPSO), καθώς και τη διάταξη χαρτογράφησης όζοντος και προφίλ στον δορυφόρο Suomi-NPP.
Ο ατμοσφαιρικός επιστήμονας Ghassan Taha του Κέντρου Διαστημικών Πτήσεων Goddard της NASA είπε ότι τα αερολύματα από το λοφίο παρέμειναν στη στρατόσφαιρα για περίπου ένα μήνα μετά την έκρηξη και θα μπορούσαν να παραμείνουν για ένα χρόνο ή περισσότερο. Οι ηφαιστειακές εκπομπές μπορεί να επηρεάσουν Τοπικός καιρός και παγκόσμιο κλίμα. Ωστόσο, σημείωσε ο Taha, είναι απίθανο επί του παρόντος το λοφίο της Τόνγκα να έχει σημαντικές κλιματικές επιπτώσεις επειδή είχε χαμηλή περιεκτικότητα σε διοξείδιο του θείου – την ηφαιστειακή εκπομπή που προκαλεί ψύξη – αλλά υψηλή σε υδρατμούς, η οποία είναι μια εντυπωσιακή άνοδος.
“Ο συνδυασμός της ηφαιστειακής θερμότητας και της έντονης ποσότητας υγρασίας από τον ωκεανό έκανε αυτή την έκρηξη άνευ προηγουμένου. Ήταν σαν υπερβολικό καύσιμο για μια τεράστια καταιγίδα”, είπε ο Bidka. «Το λοφίο του ηφαιστείου ανέβηκε 2,5 φορές υψηλότερα από οποιαδήποτε καταιγίδα που έχουμε δει ποτέ και προκάλεσε την έκρηξη Απίστευτη ποσότητα κεραυνού. Αυτό είναι που το κάνει σημαντικό από μετεωρολογική άποψη».
Εικόνες και βίντεο του NASA Earth Observatory από τον Joshua Stevens, χρησιμοποιώντας δεδομένα που παρέχονται από τους Christopher Bedka και Konstantin Khlobinkov/NASA Langley Research Center και εικόνες GOES-17 που παρέχονται από τον NOAA, τον Εθνικό Περιβαλλοντικό Δορυφόρο και την Υπηρεσία Δεδομένων και Πληροφοριών (NESDIS). Ιστορία της Sophie Bates, της NASA Earth Science News Team, με τον Mike Karlowicks.
“Ερασιτέχνης διοργανωτής. Εξαιρετικά ταπεινός web maven. Ειδικός κοινωνικών μέσων Wannabe. Δημιουργός. Thinker.”