El penacho masivo del volcán Tonga ha llegado al océano promedio: 38 millas en la atmósfera

Una columna de Honga Tonga – Hong Hapai actuó como una tormenta eléctrica masiva que se elevó 58 kilómetros (38 millas) en la atmósfera.

Cuando un volcán submarino entra en erupción cerca de una pequeña isla deshabitada Honga Tonga – Hong Happi En enero de 2022, dos satélites meteorológicos se posicionaron de manera única para monitorear la altura y el ancho del pozo. Juntos, capturaron lo que probablemente sea la columna más alta en el registro satelital.

científicos en[{” 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.”

La animación anterior muestra una vista estereoscópica de la columna de la erupción de Tonga a medida que ascendía, evolucionaba y se dispersaba durante un período de 13 horas el 15 de enero de 2022. La animación se generó a partir de observaciones infrarrojas obtenidas cada 10 minutos por GOES-17 y Himawari-8.Según estas observaciones, la explosión inicial se elevó rápidamente desde la superficie del océano a 58 kilómetros en unos 30 minutos. Poco después, un pulso secundario se elevó por encima de los 50 kilómetros (31 millas) y luego se separó en tres partes.

Los científicos atmosféricos normalmente calculan la altura de las nubes utilizando instrumentos infrarrojos para medir la temperatura de las nubes y luego la comparan con un modelo de simulación de temperatura y altitud. Sin embargo, este método se basa en la suposición de que las temperaturas disminuyen en altitudes más altas; esto es cierto en la troposfera, pero no necesariamente en capas media y alta de la atmosfera. Los científicos necesitaban una forma diferente de calcular la altura: la geometría.

Hunga Tonga-Hunga Ha’apai se encuentra en el Océano Pacífico aproximadamente a mitad de camino entre Himawari 8, que está en órbita geoestacionaria a 140,7° de longitud este, y GOES-17, en órbita geoestacionaria a 137,2° oeste. “Desde dos ángulos de satélite, pudimos recrear una imagen tridimensional de las nubes”, explicó Konstantin Khlobenkov, científico del equipo Langley de la NASA.

15 de enero de 2022

Esta secuencia de imágenes fijas del GOES-17 muestra la columna en varias etapas el 15 de enero. Observe cómo las partes más largas de la pluma en la estratosfera y la mesosfera proyectan una sombra sobre las partes inferiores.

Khlopenkov y Bedka utilizaron una técnica originalmente diseñada para estudiar tormentas eléctricas intensas que penetran en la estratosfera. Su algoritmo coincide con las observaciones simultáneas del mismo paisaje de nubes de dos satélites, luego usa la estereoscopía para crear un perfil 3D de las nubes ascendentes. (Esto es similar a la forma en que el cerebro humano ve las cosas en tres dimensiones usando imágenes de dos de nuestros ojos). Khlobenkov luego verificó las medidas estereoscópicas usando sombras de longitud proyectadas por penachos altos en las amplias nubes de ceniza debajo. También compararon sus medidas con el análisis del modelo GEOS-5 de la NASA para determinar la altura local de la estratosfera y la troposfera en ese día.

la parte superior de la columna ascensor Casi inmediatamente debido a las condiciones extremadamente secas de la atmósfera. Sin embargo, un dosel de ceniza y gas esparcido en estratosfera A una altura de unos 30 kilómetros (20 millas), eventualmente cubre un área de 157 000 kilómetros cuadrados (60 000 millas cuadradas), más grande que el estado de Georgia.

“Cuando el material volcánico se eleva a esta altura en la estratosfera, donde los vientos no son fuertes, las cenizas volcánicas, el dióxido de azufre, el dióxido de carbono y el vapor de agua pueden transportarse por toda la Tierra”, dijo Khlobinkov. En dos semanas, la columna principal de material volcánico flotó en todo el mundo, según lo observado por el Cloud-Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observation (CALIPSO), así como por la matriz de mapeo de perfiles y ozono en el satélite Suomi-NPP.

El científico atmosférico Ghassan Taha del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA dijo que los aerosoles de la columna persistieron en la estratosfera durante aproximadamente un mes después de la erupción y podrían permanecer durante un año o más. Las emisiones volcánicas pueden afectar El clima local y el clima global. Sin embargo, señaló Taha, actualmente es poco probable que la pluma de Tonga tenga impactos climáticos significativos porque tenía un bajo contenido de dióxido de azufre, la emisión volcánica que causa el enfriamiento, pero un alto contenido de vapor de agua, lo cual es un aumento impresionante.

“La combinación de calor volcánico y la intensa cantidad de humedad del océano hizo que esta erupción no tuviera precedentes. Fue como combustible excesivo para una tormenta eléctrica masiva”, dijo Bidka. “El penacho del volcán se elevó 2,5 veces más alto que cualquier tormenta eléctrica que hayamos visto y provocó la erupción. Increíble cantidad de rayos. Esto es lo que hace que esto sea importante desde una perspectiva meteorológica”.

Imágenes y video de NASA Earth Observatory por Joshua Stevens, utilizando datos proporcionados por Christopher Bedka y Konstantin Khlobinkov/NASA Langley Research Center, e imágenes GOES-17 proporcionadas por NOAA, el Satélite Ambiental Nacional y el Servicio de Información y Datos (NESDIS). Historia de Sophie Bates, Equipo de Noticias de Ciencias de la Tierra de la NASA, con Mike Karlowicks.