Le panache massif du volcan Tonga a atteint l’océan moyen – 38 milles dans l’atmosphère

Le panache provenant de Hunga Tonga-Hunga Ha’apai a agi comme un orage massif qui s’est envolé à 58 kilomètres (38 miles) dans l’atmosphère.

Quand un volcan sous-marin entre en éruption près d’une petite île inhabitée Ha’apai du sud . En janvier 2022, deux satellites météorologiques ont été placés à un endroit unique pour surveiller la hauteur et la largeur du puits. Ensemble, ils ont capturé ce qui est probablement la colonne la plus élevée de l’enregistrement satellite.

Des scientifiques 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.”

L’animation ci-dessus montre une vue stéréoscopique du panache de l’éruption des Tonga alors qu’il montait, évoluait et se dispersait sur une période de 13 heures le 15 janvier 2022. L’animation a été générée à partir d’observations infrarouges obtenues toutes les 10 minutes par GOES-17 et Himawari-8 Selon ces observations, l’explosion initiale est rapidement passée de la surface de l’océan à 58 kilomètres en 30 minutes environ. Peu de temps après, une impulsion secondaire s’est élevée au-dessus de 50 kilomètres (31 miles), puis s’est séparée en trois morceaux.

Les scientifiques de l’atmosphère calculent généralement la hauteur des nuages ​​à l’aide d’instruments infrarouges pour mesurer la température des nuages, puis la comparent à un modèle de simulation de température et d’altitude. Cependant, cette méthode est basée sur l’hypothèse que les températures diminuent à des altitudes plus élevées – cela est vrai dans la troposphère, mais pas nécessairement dans couches moyennes et supérieures de l’atmosphère. Les scientifiques avaient besoin d’une autre façon de calculer la hauteur : la géométrie.

Hunga Tonga-Hunga Ha’apai est situé dans l’océan Pacifique à mi-chemin entre Himawari-8, qui est en orbite géostationnaire à 140,7°E de longitude, et GOES-17, en orbite géostationnaire à 137,2°W. « A partir de deux angles satellites, nous avons pu recréer une image tridimensionnelle des nuages », a expliqué Konstantin Khlobinkov, un scientifique de l’équipe Langley de la NASA.

15 janvier 2022

Cette séquence d’images fixes de GOES-17 montre la colonne à différentes étapes le 15 janvier. Remarquez comment les parties les plus longues du panache dans la stratosphère et la mésosphère projettent une ombre sur les parties inférieures.

Khlopenkov et Bedka ont utilisé une technique conçue à l’origine pour étudier les orages intenses qui pénètrent dans la stratosphère. Leur algorithme fait correspondre les observations simultanées du même paysage nuageux à partir de deux satellites, puis utilise la stéréoscopie pour créer un profil 3D des nuages ​​en hausse. (Ceci est similaire à la façon dont le cerveau humain perçoit les choses en trois dimensions en utilisant des images de deux de nos yeux.) Khlobenkov a ensuite vérifié les mesures stéréoscopiques en utilisant des ombres de longueur projetées par de hauts panaches sur les larges nuages ​​​​de cendres ci-dessous. Ils ont également comparé leurs mesures avec l’analyse du modèle GEOS-5 de la NASA pour déterminer la hauteur locale de la stratosphère et de la troposphère ce jour-là.

le haut de la colonne ascenseur Presque immédiatement en raison des conditions extrêmement sèches de l’atmosphère. Cependant, un dais de cendres et de gaz éparpillés dans stratosphère À une altitude d’environ 30 kilomètres (20 miles), il couvre finalement une superficie de 157 000 kilomètres carrés (60 000 miles carrés), plus grande que l’État de Géorgie.

« Lorsque la matière volcanique s’élève à cette hauteur dans la stratosphère, où les vents ne sont pas forts, les cendres volcaniques, le dioxyde de soufre, le dioxyde de carbone et la vapeur d’eau peuvent être transportés partout sur la Terre », a déclaré Khlobinkov. En deux semaines, le panache principal de matériaux volcaniques a flotté autour du globe, comme l’ont observé le Cloud-Aerosol Lidar et l’Infrared Pathfinder Satellite Observation (CALIPSO), ainsi que le réseau de cartographie de l’ozone et du profil sur le satellite Suomi-NPP.

Le scientifique atmosphérique Ghassan Taha du Goddard Space Flight Center de la NASA a déclaré que les aérosols du panache ont persisté dans la stratosphère pendant environ un mois après l’éruption et pourraient persister pendant un an ou plus. Les émissions volcaniques peuvent affecter Météo locale et climat mondial. Cependant, a noté Taha, il est actuellement peu probable que le panache des Tonga ait des impacts climatiques significatifs car il était faible en dioxyde de soufre – l’émission volcanique qui provoque le refroidissement – ​​mais riche en vapeur d’eau, ce qui représente une augmentation impressionnante.

« La combinaison de la chaleur volcanique et de la quantité intense d’humidité de l’océan a rendu cette éruption sans précédent. C’était comme un carburant excessif pour un orage massif », a déclaré Bidka. « Le panache du volcan s’est élevé 2,5 fois plus haut que n’importe quel orage que nous ayons jamais vu, et l’éruption a entraîné Incroyable quantité de foudre. C’est ce qui rend cela important d’un point de vue météorologique.

Images et vidéo de l’Observatoire de la Terre de la NASA par Joshua Stevens, utilisant les données fournies par Christopher Bedka et Konstantin Khlobinkov/NASA Langley Research Center, et les images GOES-17 fournies par la NOAA et le National Environmental Satellite and Data and Information Service (NESDIS). Article de Sophie Bates, équipe de nouvelles sur les sciences de la Terre de la NASA, avec Mike Carlwich.