Il massiccio pennacchio del vulcano Tonga ha raggiunto l’oceano medio – 38 miglia nell’atmosfera

Il pennacchio del vulcano Tonga ha raggiunto la mesosfera

Il pennacchio proveniente da Hunga Tonga-Hunga Ha’apai si è comportato come un enorme temporale che è salito a 58 chilometri (38 miglia) nell’atmosfera.

Quando un vulcano sottomarino erutta vicino a una piccola isola disabitata Honga Tonga – Hong Happi Nel gennaio 2022, due satelliti meteorologici sono stati collocati in una posizione unica per monitorare l’altezza e la larghezza del pozzo. Insieme, hanno catturato quella che è probabilmente la colonna più alta nella registrazione satellitare.

Scienziati dentro[{” 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.”

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L’animazione sopra mostra una vista stereoscopica del pennacchio dell’eruzione di Tonga mentre saliva, si evolveva e si disperdeva in un periodo di 13 ore il 15 gennaio 2022. L’animazione è stata generata da osservazioni a infrarossi ottenute ogni 10 minuti da GOES-17 e Himawari-8 Secondo queste osservazioni, l’esplosione iniziale salì rapidamente dalla superficie dell’oceano a 58 chilometri in circa 30 minuti. Poco dopo, un impulso secondario è salito sopra i 50 chilometri (31 miglia) e poi si è separato in tre parti.

Gli scienziati atmosferici in genere calcolano l’altezza delle nuvole utilizzando strumenti a infrarossi per misurare la temperatura delle nuvole e quindi confrontarla con un modello di simulazione di temperatura e altitudine. Tuttavia, questo metodo si basa sul presupposto che le temperature diminuiscono ad altitudini più elevate – questo è vero nella troposfera, ma non necessariamente in strati medi e superiori dell’atmosfera. Gli scienziati avevano bisogno di un modo diverso per calcolare l’altezza: la geometria.

Hunga Tonga-Hunga Ha’apai si trova nell’Oceano Pacifico approssimativamente a metà strada tra Himawari 8, che è in orbita geostazionaria a 140,7° di longitudine est, e GOES-17, in orbita geostazionaria a 137,2° ovest. “Da due angolazioni del satellite, siamo stati in grado di ricreare un’immagine tridimensionale delle nuvole”, ha spiegato Konstantin Khlobenkov, uno scienziato del team di Langley della NASA.

Note stereoscopiche Vulcano Tonga Plum

15 gennaio 2022

Questa sequenza di immagini fisse da GOES-17 mostra la colonna in varie fasi il 15 gennaio. Nota come le parti più lunghe del pennacchio nella stratosfera e nella mesosfera proiettano un’ombra sulle parti inferiori.

Khlopenkov e Bedka hanno utilizzato una tecnica originariamente progettata per studiare i temporali intensi che penetrano nella stratosfera. Il loro algoritmo abbina le osservazioni simultanee dello stesso paesaggio nuvoloso da due satelliti, quindi utilizza la stereoscopia per creare un profilo 3D delle nuvole in aumento. (Questo è simile al modo in cui il cervello umano vede le cose in tre dimensioni usando le immagini di due dei nostri occhi.) Khlobenkov ha quindi verificato le misurazioni stereoscopiche usando ombre di lunghezza proiettate da alti pennacchi sulle larghe nuvole di cenere sottostanti. Hanno anche confrontato le loro misurazioni con l’analisi del modello GEOS-5 della NASA per determinare l’altezza locale della stratosfera e della troposfera in quel giorno.

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la parte superiore della colonna ascensore Quasi immediatamente a causa delle condizioni estremamente secche nell’atmosfera. Tuttavia, un baldacchino di cenere e gas si sparse all’interno stratosfera Ad un’altitudine di circa 30 chilometri (20 miglia), alla fine copre un’area di 157.000 chilometri quadrati (60.000 miglia quadrate), più grande dello stato della Georgia.

“Quando il materiale vulcanico sale a questa altezza nella stratosfera, dove i venti non sono forti, cenere vulcanica, anidride solforosa, anidride carbonica e vapore acqueo possono essere trasportati su tutta la Terra”, ha detto Khlobinkov. Nel giro di due settimane, il pennacchio principale di materiale vulcanico ha fluttuato intorno al globo, come osservato dal Cloud-Aerosol Lidar e dall’Infrared Pathfinder Satellite Observation (CALIPSO), così come dall’ozono e dall’array di mappatura del profilo sul satellite Suomi-NPP.

Lo scienziato dell’atmosfera Ghassan Taha del Goddard Space Flight Center della NASA ha affermato che gli aerosol del pennacchio sono persistiti nella stratosfera per circa un mese dopo l’eruzione e potrebbero rimanere per un anno o più. Le emissioni vulcaniche possono influire Meteo locale e clima globale. Tuttavia, ha osservato Taha, è attualmente improbabile che il pennacchio di Tonga abbia impatti climatici significativi perché era povero di anidride solforosa – l’emissione vulcanica che provoca il raffreddamento – ma ricco di vapore acqueo, il che è un aumento impressionante.

“La combinazione del calore vulcanico e dell’intensa quantità di umidità dell’oceano ha reso questa eruzione senza precedenti. Era come carburante eccessivo per un enorme temporale”, ha detto Bidka. “Il pennacchio del vulcano è salito 2,5 volte più in alto di qualsiasi temporale che abbiamo mai visto e l’eruzione ha provocato Incredibile quantità di fulmini. Questo è ciò che lo rende importante dal punto di vista meteorologico”.

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Immagini e video dell’Osservatorio terrestre della NASA di Joshua Stevens, utilizzando i dati forniti da Christopher Bedka e Konstantin Khlobinkov/NASA Langley Research Center e immagini GOES-17 fornite da NOAA, National Environmental Satellite e Data and Information Service (NESDIS). Storia di Sophie Bates, NASA Earth Science News Team, con Mike Carlwich.

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