A enorme pluma do vulcão Tonga atingiu o oceano médio – 38 milhas na atmosfera

A pluma vinda de Hunga Tonga-Hunga Ha’apai agiu como uma enorme tempestade que subiu 58 quilômetros (38 milhas) na atmosfera.

Quando um vulcão subaquático entra em erupção perto de uma pequena ilha desabitada Honga Tonga – Hong Happi Em janeiro de 2022, dois satélites meteorológicos foram colocados em um local único para monitorar a altura e a largura do poço. Juntos, eles capturaram o que é provavelmente a coluna mais alta no registro do satélite.

Cientistas em[{” 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.”

A animação acima mostra uma visão estereoscópica da pluma da erupção de Tonga conforme ela ascendeu, evoluiu e se dispersou por um período de 13 horas em 15 de janeiro de 2022. A animação foi gerada a partir de observações infravermelhas obtidas a cada 10 minutos pelo GOES-17 e Himawari-8 De acordo com essas observações, a explosão inicial subiu rapidamente da superfície do oceano para 58 quilômetros em cerca de 30 minutos. Pouco depois, um pulso secundário subiu acima de 50 quilômetros (31 milhas) e depois se separou em três pedaços.

Os cientistas atmosféricos normalmente calculam a altura da nuvem usando instrumentos infravermelhos para medir a temperatura da nuvem e depois compará-la com um modelo de simulação de temperatura e altitude. No entanto, este método é baseado na suposição de que as temperaturas diminuem em altitudes mais elevadas – isso é verdade na troposfera, mas não necessariamente em camadas média e superior da atmosfera. Os cientistas precisavam de uma maneira diferente de calcular a altura: geometria.

Hunga Tonga-Hunga Ha’apai está localizado no Oceano Pacífico a meio caminho entre Himawari-8, que está em órbita geoestacionária a 140,7°E de longitude, e GOES-17, em órbita geoestacionária a 137,2°W. “De dois ângulos de satélite, conseguimos recriar uma imagem tridimensional das nuvens”, explicou Konstantin Khlobinkov, cientista da equipe Langley da NASA.

Esta sequência de imagens estáticas do GOES-17 mostra a coluna em vários estágios em 15 de janeiro. Observe como as partes mais longas da pluma na estratosfera e na mesosfera projetam uma sombra sobre as partes inferiores.

Khlopenkov e Bedka usaram uma técnica originalmente projetada para estudar tempestades intensas que penetram na estratosfera. Seu algoritmo combina observações simultâneas da mesma paisagem de nuvens de dois satélites e, em seguida, usa estereoscopia para criar um perfil 3D das nuvens ascendentes. (Isso é semelhante ao modo como o cérebro humano percebe as coisas em três dimensões usando imagens de dois de nossos olhos.) Khlobenkov então verificou as medidas estereoscópicas usando sombras de comprimento projetadas por plumas altas nas amplas nuvens de cinzas abaixo. Eles também compararam suas medidas com a análise do modelo GEOS-5 da NASA para determinar a altura local da estratosfera e troposfera naquele dia.

o topo da coluna elevador Quase imediatamente devido às condições extremamente secas na atmosfera. No entanto, um dossel de cinzas e gás espalhado em estratosfera A uma altitude de cerca de 30 quilômetros (20 milhas), eventualmente cobre uma área de 157.000 quilômetros quadrados (60.000 milhas quadradas), maior que o estado da Geórgia.

“Quando o material vulcânico atinge essa altura na estratosfera, onde os ventos não são fortes, cinzas vulcânicas, dióxido de enxofre, dióxido de carbono e vapor de água podem ser transportados por toda a Terra”, disse Khlobinkov. Dentro de duas semanas, a principal pluma de material vulcânico flutuou ao redor do globo, conforme observado pelo Cloud-Aerosol Lidar e Infrared Pathfinder Satellite Observation (CALIPSO), bem como o mapeamento de ozônio e perfil no satélite Suomi-NPP.

O cientista atmosférico Ghassan Taha, do Goddard Space Flight Center da NASA, disse que os aerossóis da pluma persistiram na estratosfera por cerca de um mês após a erupção e podem persistir por um ano ou mais. As emissões vulcânicas podem afetar Clima local e clima global. No entanto, Taha observou que atualmente é improvável que a pluma de Tonga tenha impactos climáticos significativos porque era baixa em dióxido de enxofre – a emissão vulcânica que causa resfriamento – mas alta em vapor de água, o que é um aumento impressionante.

“A combinação do calor vulcânico e a quantidade intensa de umidade do oceano tornaram essa erupção sem precedentes. Foi como combustível excessivo para uma tempestade enorme”, disse Bidka. “A pluma do vulcão subiu 2,5 vezes mais do que qualquer tempestade que já vimos, e a erupção resultou em Incrível quantidade de raios. É isso que torna isso importante do ponto de vista meteorológico.”

Imagens e vídeo do Observatório da Terra da NASA por Joshua Stevens, usando dados fornecidos por Christopher Bedka e Konstantin Khlobinkov/NASA Langley Research Center, e imagens GOES-17 fornecidas pela NOAA e pelo National Environmental Satellite and Data and Information Service (NESDIS). História de Sophie Bates, Equipe de Notícias de Ciências da Terra da NASA, com Mike Carlwich.